Devoir sur l`eau de Javel

Devoir sur l’eau de Javel
Source : http://www.chimix.com/devoirs/sms1.htm
1 eau de Javel
1. Donner le nom de l'ion ClO- qui est le principe actif de l'eau de Javel.
2. Une eau de Javel du commerce a un degré chlorométrique de 48 °chl.
Qu'est-ce que cela signifie ?
3. On veut préparer un demi-litre d'eau de Javel ayant un titre 0,48 °chl en utilisant l'eau de Javel du
commerce à 48 °chl.
Décrire ou présenter sous forme de schémas les opérations à effectuer sachant qu'on dispose de pipettes
jaugées de 5 mL, 10 mL et 20 mL et d'une fiole jaugée de 500 mL.
4. On verse de l'eau de Javel dans une solution de sulfate de fer (II) de couleur vert pâle (Fe2+ ).
Le mélange prend une coloration orangée due à la formation d'ions fer (III) Fe3+.
A l'aide des demi-équations électroniques suivantes :
Écrire l'équation-bilan de la réaction chimique qui a eu lieu.
corrigé
ClO- : ion hypochlorite
Une eau de Javel à 48° chlorométrique :c'est le nombre de litres de dichlore mesurés à 0°C sous la
pression atmosphérique normale que donne l'acidification complète d'un litre d'eau de Javel selon :
Cl- + ClO- + 2H+ donnent Cl2 + H2O
D'une part la solution finale est diluée 100 fois
(prélever 10 mL de la solution mère et ajouter 990 mL d'eau).
D'autre part le volume de la solution fille est de 0,5 L
donc prélever 5 mL à la pipette de la solution mère et compléter une fiole jaugée de 500 mL avec de l'eau
distillée.
Dans une réaction d'oxydo-réduction les électrons libérés par le réducteur fort réagissent immédiatement
avec l'oxydant le plus fort.
Les électrons n'apparaissent pas dans le bilan.
Multiplier la première par 2 puis ajouter à la seconde.
2 Fe2+ + ClO- + H2O donnent 2 Fe3+ + Cl- + 2 OH-
1

2 fabrication et réaction de l'eau de Javel
1. L'eau de Javel est obtenue par réaction du dichlore sur une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium
(soude). L'équation-bilan de cette réaction s'écrit :
2.
Cl2 + 2 (Na+ + OH-) donnent 2 Na+ + Cl- + ClO- + H2O
3. Donner le nom des espèces chimiques en solution dans l'eau de Javel.
4.
5. En ne faisant pas figurer les ions Na+, qui ne réagissent pas, l'équation-bilan s'écrit :
Cl2 + 2 OH- donnent Cl- + ClO- + H2O
La réaction de fabrication de l'eau de Javel est une réaction d'oxydo-réduction.
Ecrire les deux couples rédox mis en jeu.
6. Cette réaction d'oxydo-réduction est une réaction de dismutation du dichlore.
Justifier le terme "dismutation".
7. Une dose recharge d'eau de Javel concentrée de volume 250 mL a un degré chlorométrique de 48°chl.
En déduire le volume de dichlore qui a été nécessaire à la préparation de cette dose recharge dans les
conditions normales de température et de pression.
8. L'action de l'eau de Javel sur une solution d'iodure de potassium (K+ + I-) met en évidence l'action de l'ion
responsable des propriétés désinfectante de l'eau de Javel.
L'équation-bilan de la réaction spontanée s'écrit :
2 I- + ClO- + H2O donnent Cl- + I2 + 2 OH-
Déduire de l'équation-bilan l'agent actif de l'eau de Javel.
Agit-il par oxydation ou réduction ?
Justifier.
corrigé
Cl- : ion chlorure
ClO- : ion hypochlorite
Na+ : ion sodium
Cl2 / Cl-
ClO- / Cl2
Le dichlore est l'oxydant de l'un des couples et le réducteur de l'autre couple. Il joue un double rôle. On
dit "il se dismute"
Un litre de dose recharge libère 48 L de dichlore.
0,25 litre libère 12 L de dichlore
L'agent actif de l'eau de javel est l'ion hypochlorite ClO-.
Il joue le rôle d'oxydant .
Il se réduit
La réaction est une réduction
2

3 l'eau oxygénée
1. L'eau oxygénée, antiseptique d'usage courant, est une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène qui se
décompose très lentement à la température ordinaire.
Les demi-équations électroniques intervenant dans cette décomposition sont
2.
A partir des deux demi-équations précédentes, écrire l'équation-bilan de la réaction de décomposition de
l'eau oxygénée.
1. Justifier le nom de "dismutation" donné à cette réaction de décomposition de l'eau oxygénée.
2. Rappeler la définition du titre ou "concentration en volumes" d'une eau oxygénée.
3.
4. Un flacon est rempli à l'aide d'eau oxygénée fraîchement préparée de concentration molaire égale à 0,89
mol.L-1.
Calculer la "concentration en volumes" de cette eau oxygénée dans les conditions normales de
température et de pression dans lesquelles le volume molaire Vm = 22,4 L.mol-1.
corrigé
Dans une réaction d'oxydo-réduction les électrons libérés par le réducteur fort réagissent immédiatement
avec l'oxydant le plus fort.
Les électrons n'apparaissent pas dans le bilan. Ajouter la première à la seconde.
2H2O2 donnent O2 + 2 H2O
L'eau oxygénée est l'oxydant de l'un des couples et le réducteur de l'autre couple. Elle joue un double rôle.
On dit "elle se dismute"
Le titre d'une eau oxygénée exprime le volume de dioxygène (mesuré en L dans les conditions normales
de température et de pression) que peut libérer un litre d'eau oxygénée.
D'après les coefficients de l'équation bilan , à partir de 0,89 mol d'eau oxygénée on obtient
0,89 / 2 = 0,445 mol de dioxygène.
Soit en volume : 0,445 * 22,4 = 9,97 L
3

4 dosage d'une eau oxygénée
On désire doser une solution de peroxyde d'hydrogène par manganimétrie.
On dispose du matériel et des solutions suivants :
un bécher, une burette graduée, de l'acide sulfurique, V1 = 1 mL d'eau oxygénée incolore de concentration
C1 inconnue,
une solution violette de permanganate de potassium (K+ + MnO4-) de concentration molaire C2 = 0,01
mol.L-1.
1. Quel est le but d'un dosage ? Quelle est la solution titrante ? Quelle est la solution à doser ? Dans ce
dosage, l'eau oxygénée est-elle oxydante ou réductrice ? L'obtention, dans le milieu réactionnel, d'une
coloration rose persistante indique la fin du dosage. Comment appelle-t-on cette étape ?
2. L'équation-bilan de la réaction de dosage s'écrit :
Retrouvez cette équation-bilan à partir des demi-équations électroniques correspondant aux couples rédox
MnO4- / Mn2+ et O2 / H2O2.
3. Pour avoir l'équivalence, on a dû verser un volume Ve = 9,8 mL de solution de permanganate de
potassium. Montrer qu'à l'équivalence on peut écrire
C1V1 = 2,5 C2Ve
En déduire la concentration molaire C1 de l'eau oxygénée.
corrigé
Un dosage permet de déterminer la concentration inconnue de l'un des réactifs à partir d'une réaction
d'oxydo réduction (dans le cas présent) et du changement de couleur d'un indicateur de fin de réaction (ici
l'ion permanganate violet --> ion Mn2+ incolore).
Le permanganate de potassium est la solution titrante.
L'eau oxygénée est la solution à doser.
L'ion permanganate est l'oxydant et l'eau oxygénée le réducteur.
Lors du changement de couleur , on dit il y a équivalence : les réactifs mis en présence sont dans les
conditions stoéchiomètriques, proportionnels aux coefficients de l'équation bilan.
L'autre demi équation s'écrit : H2O2 donne O2 + 2 H+ + 2 e-
multiplier celle ci par 5, celle concernant l'autre couple par 2 puis ajouter fin que les électrons
n'apparaissent pas dans le bilan.
A l'équivalence les quantités de réactifs mis en présence sont proportionnelles aux coefficients de
l'équation bilan.
permanganate (mol)
eau oxygénée (mol)
coef de l'équation
2
5
Qté de matière (mol) à l'équivalence
C2Ve
C1V1
faire les produits en croix.
C = 2,5 *0,01*9,8 / 1 = 0,245 mol L-1.
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