Dosage des laitons

Les laitons sont des alliages de cuivre et de zinc, contenant éventuellement d'autres métaux à l'état de traces. Ils renferment de 5% à 45% ( en masse) de zinc. On note %mCu le pourcentage massique du cuivre et %mZn le pourcentage massique du zinc dans le laiton.
Les laitons commerciaux les plus courants sont :
- le laiton  70/30 (%mZn = 30%)
- le laiton 60/40 (%mZn = 40%)
On se propose de déterminer la teneur en cuivre d'un laiton commercial par une méthode de dosage volumétrique. Pour cela, on oxyde une masse de 1 g de fil de laiton par une solution commerciale d'acide nitrique concentrée ( 52,5%) en léger excès. La réaction est violente, il y a un fort dégagement de vapeurs rousses. Lorsque la réaction d'oxydation est terminée, on place la solution obtenue dans une fiole jaugée de 100 mL que l'on complète avec de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge. On appelle S la solution diluée  ainsi préparée. Dans cette solution S,  l'élément cuivre est sous forme Cu2+ et l'élément zinc sous forme d’ions Zn2+. Les ions Cu2+  sont dosés par iodométrie.
Oxydation du fil de laiton :

  1. Montrer que l'acide nitrique peut oxyder le cuivre et le zinc.
  2. Pour chaque métal,  écrire les diverses réactions d'oxydo-réduction qui interviennent puis l'équation bilan ( réaction (1) pour le cuivre, réaction (2) pour le zinc).
  3. Quel volume minimal de solution commerciale d'acide nitrique de pureté 52,5% (en masse) et de densité 1,32 est nécessaire à l'oxydation du fil de laiton de masse 1g dans l'hypothèse où il s'agit d'un laiton 70/30?
  4. Identifier le gaz roux qui se dégage. Est-il toxique ?

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