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devoirs en
terminale SMS
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1
eau de
Javel
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- Donner le nom de l'ion ClO- qui est le
principe actif de l'eau de Javel.
- Une eau de Javel du commerce a un degré
chlorométrique de 48 °chl. Qu'est-ce que cela
signifie ?
- 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.
- 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
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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 distilée.
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-
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2
fabrication
et réaction de l'eau de Javel
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- 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 :
Cl2 + 2 (Na+ + OH-)
donnent 2 Na+ + Cl- +
ClO- + H2O
- Donner le nom des espèces chimiques en
solution dans l'eau de Javel.
- 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.
- Cette réaction d'oxydo-réduction est
une réaction de dismutation du dichlore. Justifier
le terme "dismutation".
- 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.
- 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 désinfectantes 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
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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
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3
l'eau
oxygénée
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 oxydo-réduction
: fiches interactives
- 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
A partir des deux demi-équations
précédentes, écrire
l'équation-bilan de la réaction de
décomposition de l'eau oxygénée.
- Justifier le nom de "dismutation" donné
à cette réaction de décomposition de
l'eau oxygénée.
- Rappeler la définition du titre ou
"concentration en volumes" d'une eau
oxygénée.
- 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
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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
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4
dosage
d'une eau oxygénée
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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.
- 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 ?
- 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.
- 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
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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 proportionelles
aux coefficients de l'équation bilan.
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permanganate (mol)
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eau oxygénée (mol)
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coef de l'équation
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2
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5
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Qté de matière (mol) à
l'équivalence
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C2Ve
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C1V1
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faire les produits en croix.
C = 2,5 *0,01*9,8 / 1 = 0,245 mol
L-1.
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