Le
formaldehyde, un polluant domestique,
bac S Asie 2019.
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Le formald�hyde (de formule brute
CH2O) est aujourd’hui consid�r� par les autorit�s sanitaires fran�aises comme un polluant prioritaire � g�rer du fait de
son caract�re
canc�rig�ne certain et de la fr�quence de sa pr�sence dans notre
environnement :
panneaux de particules agglom�r�es, moquette, papiers peints …
En g�n�ral, le formald�hyde, �mis par les mat�riaux de notre
environnement, est sous forme gazeuse et cette �mission tend � diminuer avec le temps.
1. � propos du formald�hyde.
1.1. �crire la formule d�velopp�e du formald�hyde et donner son nom dans la nomenclature syst�matique.
1.2. On r�alise
l’analyse d’un �chantillon de mat�riau utilis� pour fabriquer un
meuble. On obtient entre autres le spectre IR ci-dessous. Ce spectre
permet-il de soup�onner la
pr�sence de formald�hyde ? Justifier votre r�ponse.
La pr�sence de deux bandes caract�ristiques des aldehydes laisse supposer la pr�sence de formaldehyde.
2. Dosage du formald�hyde dans un solide par spectrophotom�trie.
Les solutions aqueuses de formald�hyde sont incolores. Pour doser le
formald�hyde par spectrophotom�trie visible, on le fait au pr�alable
r�agir avec l'acide chromotropique en
pr�sence d'acide sulfurique. L'�quation de la r�action est fournie
ci-dessous. On obtient le compos� B dont l'absorption de la lumi�re est
maximale � la longueur d'onde 580 nm.
L'acide chromotropique (C10H8O8S2) se pr�sente sous forme de poudre blanche ou brun clair, soluble dans l'eau.
Le protocole du titrage du formald�hyde pr�sent dans le mat�riau analys� est le suivant.
Premi�re �tape : extraction du formald�hyde dans le solide
- Un �chantillon de 30,0 g de mat�riau est broy� puis m�lang� � 300 mL d’eau.
- On laisse mac�rer le m�lange durant 16 h puis on le filtre : le filtrat est conserv� pour le dosage spectrophotom�trique.
Deuxi�me �tape : r�alisation des solutions �talons
- On fabrique par dilution d’une solution m�re cinq solutions �talons de concentration massique Cm en formald�hyde de
0,1 mg/L ; 0,5 mg/L ; 2,0 mg/L ; 3,0 mg/L et 5,0 mg/L
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Troisi�me �tape : dosage spectrophotom�trique
- Dans un b�cher on place � l’aide d’une pipette 3,0 mL d’une solution �talon.
- On ajoute 0,3 mL de solution d’acide chromotropique puis 6,0 mL d’acide sulfurique concentr�.
- On homog�n�ise et on place le m�lange � l’�tuve � 105�C durant 30 min : il se forme alors le compos� color� B.
- On mesure enfin l’absorbance des diff�rents m�langes color�s � 580 nm
apr�s avoir r�alis� un blanc gr�ce � un �chantillon t�moin. Les
r�sultats obtenus sont les suivants :
Cm(mg/L)
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0
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0,1
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0,5
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2,0
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3,0
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5,0
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A
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0
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0,03
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0,17
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0,67
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1,00
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1,67
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On r�alise le m�me protocole pour le filtrat obtenu lors du traitement du mat�riau �tudi�, on obtient A = 1,34.
2.1. Pourquoi chauffe-t-on le m�lange lors de la troisi�me �tape de la pr�paration des solutions �talons ?
La temp�rature est un facteur cin�tique ; en chauffant le m�lange r�actionnel, on acc�l�re la r�action chimique.
2.2. Quelle est la couleur du compos� color� form� lors de cette r�action ?
Le maximum d'absorption se situe � 580 nm (jaune). B poss�de la couleur compl�mentaire du jaune, c'est � dire le violet.
2.3. D�terminer la valeur de la
concentration massique minimale de l’acide chromotropique pour que
celui-ci soit en exc�s sur toute la gamme d’�chantillons utilis�s.
M(acide chromotropique) = 320 g / mol.
5 mg / L en formaldehyde pour la solution la plus concentr�e, dans 3,0 mL
Soit 5 / M(CH2O) = 5 / 30 = 0,167 mmol / L
0,167 x 3,0 10-3 = 5,0 10-4 mmol.
n((acide chromotropique) = 2 x 5,0 10-4 =1,0 10-3 mmol dans 0,3 mL ; 1,0 10-3 / 0,3 = 3,33 10-3 mol /L.
3,33 10-3 x 320 ~1,1 mg / L.
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2.4. Exploitation du dosage
2.4.1. D�terminer, par une m�thode de votre choix, la concentration massique en formald�hyde dans le filtrat �tudi�.
C = 1,34 / 0,334 = 4,0 mg / L.
2.4.2. Depuis 2002
la norme E1 impose pour les diff�rents mat�riaux des teneurs en
formald�hyde inf�rieures ou �gales � 8 mg pour 100 g de mat�riau.
L’�chantillon �tudi� satisfait-il � cette norme ?
4,0 *0,300 =1,2 mg de formaldehyde dans 300 mL d'eau ou dans 30,0 g de mat�riau.
1,2 / 30 x 100 = 4 mg pour 100 g.
Cette valeur �tant inf�rieure � 8 mg pour 100 g, la norme est respect�e.
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