Ch 3.3 DOSAGE INDIRECT D’UNE EAU DE JAVEL
1. PRÉSENTATION
L’eau de Javel est une solution basique constituée d’un mélange équimolaire d’hypochlorite de sodium (Na+(aq) + ClO-(aq)) et de chlorure de sodium (Na+(aq) + Cl-(aq)).
Sa préparation a été mise au point au XVIIIème siècle par Claude Louis Berthollet à la manufacture de Javel (ancien village d’Ile de France), en faisant réagir sur la soude un courant de dichlore selon le bilan :
Cl2(g) + 2 HO-(aq) = ClO-(aq) + Cl-(aq) + H2O
L’eau de Javel peut être utilisée comme détersif, décolorant ou comme antiseptique.
Donnée : •Le degré chlorométrique D d’une eau de Javel est le volume de Cl2(g) libéré (dans les conditions normales de température et pression) lors de la réaction :
ClO-(aq) + Cl-(aq) + 2H+(aq) = Cl2(g) + H2O
Soit : D = [ClO-]0 x Vm avec Vm, volume molaire, qui, dans ces conditions, vaut 22,4 L×mol-1.
•Pictogramme et phrases de sécurité :R 31 -34 R31 : Au contact d’un acide, dégage un gaz toxique R34 : Provoque des brûlures
2. OBJECTIFS :
Déterminer la concentration en ions hypochlorite d’une eau de Javel commerciale par titrage indirect puis d’en déduire le degré chlorométrique de l’eau de Javel commerciale.
3. DOSAGE 1.1. Principe
L’eau de Javel commerciale, préalablement diluée, est titrée par la méthode iodométrique.
1. les ions hypochlorite ClO-(aq) oxydent les ions iodure I-(aq) ( ajoutés en excès ) en milieu faiblement acide.
Écrire l'équation bilan de la réaction des ions hypochlorite avec les ions iodure en milieu acide (réaction 1). Couples oxydant/réducteur : ClO-(aq) / Cl-(aq) ; I2(aq) / I-(aq)
2. le diiode I2(aq) formé est titré par les ions thiosulfate S2O23-(aq).
Écrire l'équation de la réaction de dosage entre le diiode et les ions thiosulfate (réaction 2).
Couples oxydant/réducteur : I2(aq) / I-(aq) ; S4O26-(aq) / S2O23-(aq)
Pourquoi le titrage peut-il être qualifié de titrage indirect ?
1.2. Protocole opératoire
Une solution d’eau de Javel (S) est préparée en diluant 40 fois la solution concentrée contenue dans un berlingot.
• Dans un erlenmeyer de 150 mL, placer un volume V1 = 20,0 mL de la solution diluée d’eau de Javel (S) de concentration C1, puis verser 50 mL d’eau distillée.
• Ajouter 15 mL d’une solution de iodure de potassium de concentration 0,1 mol.L-1.
TS spécialité tempfile_2314.doc page 11
• Agiter le mélange pendant 2 minutes à l’aide d’un barreau aimanté (turbulent) et d’un agitateur magnétique.
• Ajouter 1 mL d’acide éthanoïque pur.
• Titrer le mélange avec une solution de thiosulfate de sodium de concentration C2 = 0,100 mol.L-1.
• Lorsqu’il devient jaune clair (juste avant l’équivalence), ajouter 5 gouttes d’une solution d’empois d’amidon.
1.3. Exploitation :
Pourquoi faut-il faire réagir les ions iodure I-(aq) avec les ions hypochlorite ClO-(aq) avant l’introduction de l’acide éthanoïque ?
Quel est le rôle de l’empois d’amidon ?
Etablir le tableau d’avancement décrivant l’évolution du système au cours de la réaction (1), sachant que les ions I-(aq) étaient introduits en excès.
En déduire la relation entre la quantité de matière initiale d’ions hypochlorite ni(ClO-) dans l’erlenmeyer et la quantité nf(I2) de diiode formé.
Etablir le tableau d’avancement décrivant l’évolution du système au cours de la réaction de dosage (2).
En déduire la relation entre la quantité nf(I2)1 de diiode formé au cours de la 1ère étape et la quantité nE(S2O23-) d’ions thiosulfate ajoutés à l’équivalence.
Déterminer la concentration [ClO-]i en ions hypochlorite de la solution (S) d’eau de Javel puis la concentration [ClO-]0 en ions hypochlorite de la solution d’eau de Javel contenue dans le berlingot.
Calculer le degré chlorométrique D de la solution d’eau de Javel contenue dans le berlingot.
4. EXPÉRIENCES COMPLÉMENTAIRES : Rappeler ce que signifie le terme dismutation
1.4. Dismutation de S2O32-
(aq) ) en milieu très acide :
• Dans un bécher de 100 mL, verser environ 10 mL d’une solution aqueuse de thiosulfate de sodium de concentration 0,1 mol.L-1.
• Verser 3 mL d’une solution d’acide chlorhydrique de concentration 2 mol.L-1.
Qu’observe-t-on ?
Ecrire l’équation bilan de la réaction. (Couples mis en jeu: S2O23-(aq) / S(s) ; SO2(aq) / S2O
- 2 3 (aq) ;)
Pourquoi est-il important de ne pas effectuer le dosage en milieu très acide?
1.5. Dismutation de I2(aq) en milieu basique :
• Dans un bécher de 100 mL, verser environ 10 mL d’une solution aqueuse de diiode.
• Ajouter 3 mL d’une solution d’hydroxyde de sodium de concentration 2 mol.L-1.
Qu’observe-t-on ?
Ecrire l’équation bilan de la réaction. (Couples mis en jeu: I2(aq) / I-(aq) ; IO3-
(aq) / I2(aq)
Pourquoi est-il important de ne pas effectuer le dosage en milieu très basique?
TS spécialité tempfile_2314.doc page 22
