Chemistry Labs

Olympiade Internationale de Chimie · Année 1998

Problèmes

  1. Problème 1Un échantillon d'alliage de 0.4062 g contenant étain et plomb est dissous dans HCl\ce{HCl}/HNOX3\ce{HNO3} chaud (Pb → Pb(II), Sn → Sn(IV)) ; au refroidissement un précipité de composés d'étain et d'un composé de plomb apparaît. On ajoute 25.00 cm325.00\ \mathrm{cm^3} de NaX2HX2EDTA\ce{Na2H2EDTA} 0.2000 M (le précipité se dissout) et on dilue à 250.0 cm3250.0\ \mathrm{cm^3}. Une prise de 25.00 cm325.00\ \mathrm{cm^3}, tamponnée à pH 6 par l'hexamine avec Xylenol Orange, est titrée par Pb(NOX3)X2\ce{Pb(NO3)2} 0.009970 M : virage jaune→rouge à 24.05 cm324.05\ \mathrm{cm^3}. On ajoute ensuite 2.0 g de NaF\ce{NaF} solide — la solution redevient jaune — et le titrage reprend jusqu'au second point équivalent à 15.00 cm315.00\ \mathrm{cm^3}. (FX−\ce{F^-} lie fortement SnXIV\ce{Sn^{IV}} mais pas Pb(II) à pH 6.) (1.1) Quel composé de plomb précipite à l'étape 2 ? (1.3–1.8) Donner les rôles de l'hexamine, du Xylenol Orange et de NaF\ce{NaF} ainsi que les équations ioniques clés des deux titrages. (1.10) Calculer les pourcentages massiques de Sn et Pb dans l'alliage.Solutions: 1
  2. Problème 2Datation d'événements historiques par 210Pb^{210}\ce{Pb}. Nathan Thompson, l'un des premiers habitants de l'île Lord Howe, planta des arbres à feuilles caduques européens ; l'année est inconnue. Le pollen de chêne et d'orme européens (qui pollinisent dès la première année) s'est accumulé dans les sédiments du lac avec du 210Pb^{210}\ce{Pb} radioactif (demi-vie = 22,0 ans). En 1995, une carotte de sédiment est prélevée : le pollen chêne/orme apparaît d'abord à 50 cm de profondeur, où l'activité 210Pb^{210}\ce{Pb} vaut 1.40 Bq kg⁻¹ contre 356 Bq kg⁻¹ en surface. (2.1) En quelle année les graines ont-elles été plantées ? (2.2) 210Pb^{210}\ce{Pb} est un descendant de X238X22238U\ce{^{238}U}, qui reste dans la croûte terrestre : X238X22238U→X234X22234U→X230X22230Th→X226X22226Ra→X222X22222Rn→(X218X22218Po,X214X22214Bi)→X210X22210Pb→X206X22206Pb\ce{^{238}U} \rightarrow \ce{^{234}U} \rightarrow \ce{^{230}Th} \rightarrow \ce{^{226}Ra} \rightarrow \ce{^{222}Rn} \rightarrow (\ce{^{218}Po}, \ce{^{214}Bi}) \rightarrow \ce{^{210}Pb} \rightarrow \ce{^{206}Pb} (stable). Quelle étape explique que 210Pb^{210}\ce{Pb} parvienne à l'eau de pluie alors que son parent X238X22238U\ce{^{238}U} reste dans la croûte ?Solutions: 1