L'encre et son effaceur, bac Métropole 09 / 2021. En poursuivant votre navigation sur ce site, vous acceptez l’utilisation de Cookies vous proposant des publicités adaptées à vos centres d’intérêts. . . .. .. ...... ... L’encre bleue utilisée dans les stylos-plume contient, entre autres, du bleu d’aniline qui contribue à sa couleur. C’est cette couleur qui doit disparaître lors de l’utilisation d’un effaceur. Dans un premier temps, l’objectif de l’exercice est l’étude du bleu d’aniline, la détermination de sa masse dans une cartouche d’encre, et dans un second temps, l’étude de la vitesse de disparition de l’encre lorsqu’on efface. Pour simplifier, on note, dans la suite de l’exercice, le bleu d’aniline (2 Na+(aq) ; HBleu2–(aq)). On suppose que seuls les ions HBleu2–(aq) sont responsables de la couleur de l’encre. Masse molaie  bleu d’aniline M =  737,7  g / mol ;  couple oxydant / réducteur associé au bleu d’aniline : HBleu2–(aq) / H3Bleu2–(aq) ;  couple oxydant / réducteur hydrogénosulfate / hydrogénosulfite : HSO4 – (aq) / HSO3 – (aq) ;  les solutions aqueuses d’ions H3Bleu2–(aq), HSO4 – (aq) et HSO3 – (aq) sont incolores.   1. Le bleu d’aniline.  Pour caractériser la couleur du bleu d’aniline d’une cartouche d’encre, on vide intégralement une cartouche d’encre dans une fiole jaugée de 200,0 mL et on complète avec de l’eau distillée jusqu’au trait de jauge. On obtient la solution Sencre dont on réalise le spectre grâce à un spectrophotomètre qui est représenté ci-dessous. 1.1. Justifier la couleur de la solution Sencre. Le maximum d'absorption se situe à 590 nm ( jaune orangé). La solution possède la couleur complémentaire du jaune orangé soit le bleu violet. Pour déterminer la masse en bleu d’aniline dans la cartouche d’encre dans la solution Sencre, on réalise une solution mère S0 à une concentration en bleu d’aniline de c0 = 6,78×10–4 mol·L–1.  À partir de la solution mère S0, on réalise plusieurs solutions filles : 1.2. Nommer la verrerie nécessaire pour réaliser la solution fille S1. V0 = 10 mL solution mère prélevé à l'aide d'une pipette jaugée de 10,0 mL. Fiole jaugée de 100,0 mL. 1.3. Déterminer la valeur de la concentration en quantité de matière de la solution fille S2. V0 = 20 mL solution mère. Fiole jaugée de 100,0 mL. V0 c0 =0,020 x 6,78×10–4 =1,356 10-5 mol. Concentration : 1,356 10-5 /0,100 ~1,36 10-4 mol / L. On représente l’absorbance des différentes solutions filles en fonction de la concentration en bleu d’aniline, mesurée à la longueur d’onde l = 590 nm retenue pour l’étude. 1.4. À la longueur d’onde retenue pour l’étude, l’absorbance de la solution Sencre est égale à 0,9. Déterminer la masse de bleu d’aniline contenue dans une cartouche d’encre. c = 0,9 / 5,273 = 0,1707 mmol / L. Volume d'une cartouche d'encre : 0,75 mL. Volume de la fiole jaugée : 200 mL. Facteur de dilution F = 200 / 0,75 ~267. Par suite 0,1717 x 267 ~45,5 mmol / L~0,046 mol / L Quantité de matière d'encre dans une cartouche : 4,55 10-2 x 7,5 10-4 =3,41 10-5 mol. Masse de bleu d'aniline 3,41 10-5 x 737,7 ~ 2,5 10-2 g = 25 mg. ... .... Étude de l’effacement de l’encre.  L’effaceur d’encre contient une solution d’hydrogénosulfite de sodium qui réagit avec le bleu d’aniline. On souhaite étudier la transformation qui a lieu lorsqu’on efface l’encre à l’aide de l’effaceur. 2.1. Établir l’équation de la réaction modélisant la transformation entre les ions HSO3 – (aq) et les ions HBleu2– (aq).   couple oxydant / réducteur associé au bleu d’aniline : HBleu2–(aq) / H3Bleu2–(aq) ;  couple oxydant / réducteur hydrogénosulfate / hydrogénosulfite : HSO4 – (aq) / HSO3 – (aq) ; HBleu2–(aq)  +HSO3 – (aq) + H2O(l)-->  H3Bleu2–(aq) +HSO4 – (aq). 2.2. Justifier l’utilité de la présence dans l’effaceur d’une solution contenant des ions hydrogénosulfite. En présence d'ion hydrogénosulfite, le bleu d'aniline est réduit en H3Bleu2–(aq) incolore. Pour étudier la cinétique de cette transformation, on réalise le protocole suivant : - on prépare 100,0 mL d’une solution d’encre en mettant 5 gouttes d’encre qu’on dilue dans une fiole jaugée que l’on complète avec de l’eau ; - on mélange 4 mL de la solution d’encre avec 1 mL de solution aqueuse d’hydrogénosulfite de sodium de concentration 9,0×10–2 mol·L–1 ;  - on suit l’évolution de l’absorbance de la solution Smélange obtenue en fonction du temps. 2.3. Une cartouche d’encre de 0,75 mL contient 25 mg de bleu d’aniline. Sachant que 20 gouttes d’encre ont un volume de 1 mL, déterminer le réactif limitant de la transformation. Commenter. Volume de 5 gouttes d'encre :1 /4 = 0,25 mL. Masse de bleu d'aniline correspondant : 25 x 0,25 / 0,75 ~8,33 mg. Quantité de matière correspondante dans 100 mL : 8,33 10-3 / 737,7 ~1,13 10-5 mol. Quantité de matière correspondante dans 4 mL : 1,13 10-5 / 25 ~4,5 10-7 mol. Quantité de matière d'ion hydrogénosulfite : 9,0×10–5 mol, en large excès.·  2.4. Estimer le temps de demi-réaction. Commenter le résultat. t½ = 6 s, la réaction est assez lente, elle n'évolue plus au bout de 6 t½ ~ 36 s. C'est assez long.

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