Dosage par titrage d’une eau de javel commerciale
Une eau de Javel est caractérisée par son degré chlorométrique (°chl) égal au volume (en litres) de dichlore gazeux nécessaire pour fabriquer 1 L d'eau de Javel (dans des conditions normales de température et de pression) selon la réaction : Cl 2 + H2O Cl- + ClO-+ 2 H+
Avec le temps, ce degré chlorométrique diminue. Les ions hypochorite ClO- se décomposent suivant la réaction d'équation : 2 ClO- =O2 +2 Cl-
Cette réaction est lente, elle impose une limite de durée d'utilisation à l'eau de Javel : un an pour l'eau de Javel diluée, trois mois pour les concentrés. Un titrage des ions ClO- permet de déterminer si l'eau de Javel a été stockée plus ou moins longtemps.
Titrage de l'eau de Javel
Avec une pipette, placer dans un bécher de 250 mL un volume Vo = 5,0 mL d'une solution commerciale d'eau de Javel préalablement diluée dix fois.
À l'aide de papier pH, évaluer le pH de cette solution.
Introduire dans un erlenmeyer 1 g (minimum) de iodure de potassium KI puis 20 mL environ d’eau.
Agiter l’erlenmeyer jusqu’à dissolution complète.
Ajouter le contenu de l’erlenmeyer dans le bécher de 250 mL puis y placer 50 mL d'acide chlorhydrique de concentration égale à 1 mol.L-1.
Placer le bécher sous agitation magnétique.
Titrer à l’aide d’une solution de thiosulfate de sodium (2Na+ + S2O32-) de concentration molaire c1=1,0.10-1 mol-L-1. A l’approche du point d ‘équivalence, introduire une pointe de spatule de Tiodène (empois d’amidon ou encore étiquetée iotect) pour repérer plus facilement l'équivalence.
On notera : co la concentration des ions ClO- de la solution d’eau de javel commerciale ; c1 : la concentration des ions ClO- de la solution d’eau de javel dilué
Calcul du degré chlorométrique
1. Rédiger le protocole de dilution de l'eau de javel commerciale.
2. Ecrire les demi-équations des couples I2/I-, ClO- /Cl- et S4O62 -/S2O32-.
3. Exprimer en fonction de co et Vo la quantité n1 de matière d'ions ClO- prélevée pour le titrage.
4. Ecrire l'équation de la réaction entre les ions I- et ClO-. Interpréter les changements de couleurs observés.
5. Les ions hypochlorite sont en défaut, en déduire la quantité de matière de diiode présente dans l'erlenmeyer avant le titrage en fonction de co et Vo.
6. Ecrire l'équation bilan de la réaction entre I2 et S2O32-. Pourquoi le titrage peut-il être qualifié d’indirect ? 7. La solution d’iodure de potassium a été préparé dans un erlenmeyer, verrerie qui possède peu de
précision. Cela a-t-il des conséquences sur le volume équivalente obtenus lors dosage.
8. Interpréter le changement de couleur lors de l’ajout de tiodène.
9. On note Veq le volume versé de la solution de thiosulfate de sodium pour atteindre l’équivalence. Quelle relation peut-on écrire entre c1, c0, Vo et Veq ?
10. Calculer la concentration c0, puis le degré chlorométrique de l'eau de Javel commerciale étudiée. Sachant que cette eau de Javel commerciale a un degré chlorométrique de 36°, calculez l’écart relatif puis conclure.
Données : volume molaire : VM=22,4 L.mol.-1
Document extrait du travail du groupe d’expert
Degré chlorométrique
Le degré chlorométrique (°chl) indique le pouvoir oxydant d’un litre d’eau de Javel, à 20°C, exprimé en litres de dichlore gazeux sous 1,013 bar et à 0°C. Il correspond au dichlore gazeux utilisé pour fabriquer l’eau de Javel. Cette définition est utilisée essentiellement dans les pays francophones. Un litre d’eau de Javel de dilution courante (12°chl) peut, en milieu acide libérer 12 litres de dichlore gazeux ou, en milieu acide, possède sensiblement la même action décolorante que douze litres de dichlore.
Pourcentage de chlore actif - Chlore actif
C’est cette définition qui a été retenue au niveau européen. Il rend compte, comme le degré chlorométrique, de la quantité totale de dichlore utilisé lors de sa fabrication. Toutefois, le pourcentage de chlore actif, pour une même qualité d’eau de Javel dépend de sa masse volumique qui, elle-même, varie avec le mode de préparation. En effet, la solution préparée par dilution d’eau de Javel à 25 % de chlore actif est moins dense (une partie des ions Na+ et Cl- a été retirée) qu’une eau de Javel préparée directement.
Par ailleurs, l’expression chlore actif désigne le chlore de l’hypochlorite, qui est effectivement actif, mais aussi le chlore, inactif comme oxydant, présent sous forme d’ions chlorure Cl-. L’expression chlore actif est donc, malgré son utilisation généralisée en Europe, impropre.
Les concentrations obtenues industriellement sont généralement de 12,5 à 13% de chlore actif et ces solutions sont dénommées extraits. Le terme extrait est réservé aux solutions titrant au moins 10,7 % de chlore actif, les solutions de titre inférieur étant appelées eaux de Javel. La concentration des extraits peut atteindre 25 % de chlore actif : dans ce cas le chlorure de sodium contenu précipite en partie et est retiré de la solution. L’hypochlorite de sodium se pré sente toujours sous forme d’une solution, bien que le sel hydraté ait été isolé, mais c’est un solide instable qui ne peut être commercialisé sous cette forme.
Le tableau ci-dessous donne pour une eau de Javel et pour un extrait les correspondances entre les définitions.
Correspondance entre degré chlorométrique et pourcentage de chlore actif
Extrait de Javel Eau de Javel
Degré chlorométrique 48 12
Pourcentage de chlore actif 12,51 à 12,97 3,61 à 3,65
Chlore actif 152,16 g/L 38,04 g/L
Densité moyenne 1,216 à 1,173 1,054 à 1,043
pH 12,5 11,5
