Transcript énoncé - Chimie PC La Martinière Monplaisir

6 et 13/10/2014
Solutions aqueuses
PC2014/2015 – Lycée La Martinière Monplaisir
TP n°5 – 1 / 3
TP n°5
DOSAGE INDIRECT DE L'EAU DE JAVEL (PAR IODOMÉTRIE)
1. Diagrammes E-pH du chlore
1,59
1,43
Les espèces considérées sont : Cl2(aq) ; Cl- ; HClO et ClO-.
Les conventions de tracé sont les suivantes :
•
concentration totale en espèces dissoutes C = 0,2 mol.L-1 ;
•
égalité des concentrations des espèces dissoutes aux frontières.
Q1 : Attribuer un domaine à chaque espèce.
Q2 : Retrouver le pKa du couple HClO/ClO-.
Q3 : Quelle est la pente de la frontière entre les domaines de HClO et de Cl- ?
Q4 : Retrouver le potentiel standard du couple Cl2(aq)/Cl-.
Q5 : Quelles sont les espèces stables dans l'eau ? Que dire de la stabilité de l'eau de Javel ?
Q6 : Discuter de la métastabilité du dichlore Cl2dans l'eau en fonction de pH.
Données :
E°(HClO/Cl2(aq)) = 1,60 V
E°(Cl2(aq)/Cl-) = 1,40 V
E°(IO3-/I2(aq)) = 1,20 V
E°(I2(aq)/I-) = 0,62 V
E°(S4O62-/S2O32-) = 0,09 V
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2. Étude du dosage de l'eau de Javel
Un rappel historique : Javel était un lieu-dit de la proche banlieue de Paris, aujourd'hui incorporé dans le
15ème arrondissement. Dans cette partie du village de Grenelle, le comte d'Artois fonda en 1777 une usine
d'acides et de produits dérivés. L'un d'entre eux était utilisé dans les blanchisseries comme antiseptique,
décolorant et détersif. Il a pris le nom du lieu : c'est l'eau de Javel que vous utilisez toujours.
L'eau de Javel est une solution aqueuse équimolaire (à c 0 mol.L-1) d'hypochlorite de sodium (Na + ; ClO-)
et de chlorure de sodium (Na+ ; Cl-) à pH de 10.
L'eau de Javel est caractérisée par son pourcentage en chlore actif : c'est la masse de dichlore formée par
100 g d'eau de Javel.
Données :
M(Cl2) = 70,9 g.mol-1
densité de l'eau de Javel : d ≈ 1
Q7 : Par quel point le système "eau de Javel" est-il représenté sur le diagramme E-pH du chlore ?
À l'aide des diagrammes E-pH du chlore et de l'iode, répondre aux questions suivantes.
Q8 : Que se passe-t-il quand on acidifie l'eau de Javel jusqu'à un pH de 4 ? Écrire la réaction qui se
produit, indiquer par quel point le système est représenté sur le diagramme.
Q9 : Que se passe-t-il quand on acidifie l'eau de Javel jusqu'à un pH de 2 ? Écrire la réaction qui se
produit (comment la nomme-t-on ?). Calculer la constante thermodynamique de la réaction. En déduire la
quantité des espèces à l'équilibre (on note n 0 les quantités initiales de ClO- et de Cl-). Par quel point le
système est-il représenté sur le diagramme ?
À la solution obtenue (acidifiée à pH 2), on ajoute un excès d'iodure de potassium (K+ ; I-).
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Q10 : Quelle réaction se produit ? Calculer sa constante thermodynamique. Quelles sont les quantités des
espèces formées (en fonction de n0) ? Quelle est la couleur de la solution ? Par quel point le système est-il
représenté sur le diagramme ?
On dose alors ce mélange par une solution de thiosulfate de sodium (S2O32-).
Q11 : Quelle réaction a lieu ? Comment repère-t-on l'équivalence ? Montrer que l'on peut ainsi accéder à
la concentration c0.
Q12 : Rappeler ce qu'est : un dosage direct, un dosage indirect, un dosage en retour.
3. Manipulation
•
Diluer 100 fois de l'eau de Javel d'un berlingot.
Q13 : Expliquer la procédure et indiquer la verrerie utilisée.
•
•
•
•
Placer 20 mL (pipette jaugée) de la solution obtenue dans un bécher de 100 mL.
Ajouter 10 mL (éprouvette graduée) d'une solution molaire d'iodure de potassium.
Agiter puis ajouter 5 gouttes d'une solution d'acide sulfurique 3 mol.L -1 jusqu'à obtenir un pH de
l'ordre de 2 que l'on vérifiera avec du papier pH.
Doser par la solution de thiosulfate (c1 = 0,010 mol.L-1). Quand la solution devient jaune pâle,
ajouter une pointe de spatule d'empois d'amidon. Il forme un complexe violet foncé avec le diiode
et permet ainsi un repérage plus facile de l'équivalence.
Q14 : Calculer le pourcentage en chlore actif de l'eau de Javel, le comparer à celui de l'étiquette.