4 Éléments de correction A-Degré chlorométrique : d`après l

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TS Spécialité- partie C
Éléments de correction
A-Degré chlorométrique :
d'après l'équation chimique ClO(−aq ) + Cl(−aq ) + 2H3 O(+aq ) = Cl2 ( g) + 3H2O(l) , on a nClO- = nCl2
et D = VCl2 = nCl2. Vm = nClO-. Vm
donc
-
-
-1
nClO- = [ClO ].V or V = 1 L donc D = [ClO ].Vm avec Vm = 22,4 l.mol dans les CNTP
Soit D = [ClO ] x 22,4
-
-
B-1-1 Réduction de ClO par I
+
ClO + 2 H + 2e = Cl + H2O
2 I = I2 + 2 e
--------------------------------------------------------------------+
ClO (aq) + 2 I (aq) + 2 H (aq) → Cl (aq) + I2(aq) + H2O
+
ClO (aq) + 2 I (aq) (excès) + 2 H3O (aq) → Cl (aq) + I2(aq) + 3 H2O
2B-1-2 Réduction de I2 par S2O3 (réaction de dosage)
I2 + 2 e = 2 I
22 S2O3 = S4O6 + 2 e
-------------------------------------------------------2I2 (aq) + 2 S2O3 (aq) → 2 I (aq) + S4O6 (aq)
(2)
(1)
(1)
B-2 masse de la fiole jaugéede 50.0 mL vide = 44.54 g
Masse fiole jaugée de 50.0 mL + eau de Javel = 101.62 g
ߤ=
݉ 101.62 − 44.54
=
= 1.14 ݃. ܿ݉ିଷ
ܸ
50. 10ିଷ
-
B-3-1 L’empois d’amidon est l’indicateur coloré du dosage du diiode (ou des ions triiodure I3 ) par les ions thiosulfate. En
effet, l’amidon se présente sous la forme d’une macromolécule tournée en hélice, dans laquelle peuvent s’insérer des
molécules comme I2 et former un complexe bleu intense. Ainsi lorsque tout le diiode a réagi avec les ions thiosulfate, la
couleur bleue disparaît.
-
B-3-2
ClO (aq) +
2 H3O
+
-
-
+ 2 I (aq) → Cl (aq) + H2O +
I2(aq)
Etat initial
c1V1
excès
excès
--
solvant
0
En cours de
transformation
c1V1 – x
--
--
--
--
x
Etat final
c1V1 – xmax
--
--
--
--
xmax
D’où xmax = c1V1 = n(I2)
B-3-3
I2 (aq)
+
-
2 S2O3 (aq) →
-
2 I (aq)
2-
+
S4O6
Etat initial
n(I2)
En cours de
transformation
n(I2) - x
c2V2,éq – 2x
2x
Equivalence
0
0
2xéq
A l’équivalence on a : xéq = n(I2) = c2V2,éq
2
-
B-3-4 D1 = [ClO ]1 x 22,4 = c1 x 22,4 = 1.61
B-3-5
c2V2,éq
d’où
;
(aq)
0
c1V1 = c2V2,éq
2
0
c1=
x
଴.ଵ଴଴∗ଵସ.ସ.ଵ଴షయ
ଶ.ଵ଴షయ
D = 20 x D1 = 32.3 car c=20.c1
= 7.0. 10ିଶ ݉‫݈݋‬. ‫ିܮ‬ଵ
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TS Spécialité- partie C
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− .
( )
Pour obtenir le pourcentage de chlore actif ou % c.a., il faut calculer la masse de "chlore disponible",
nchlore −actif = nClO − + n
Cl −
ClO(−aq ) + Cl(−aq ) + 2H3 O(+aq ) = Cl2 ( g) + 3H2O(l)
nClO − = nCL− car L’eau de Javel est une solution basique (pH ≈ 12) constituée d’un mélange équimolaire
(
)
(
)
d’hypochlorite de sodium Na(+aq ) + ClO(−aq) et de chlorure de sodium Na(+aq ) + Cl(−aq) .
donc nCl = 2· nClO −
D'après les résultats précédents,
La solution diluée a une concentration c1=7.0. 10ିଶ ݉‫݈݋‬. ‫ିܮ‬ଵ
la solution commerciale a une concentation c=20 .c1 = 1.44 mol/L
Danc un litre
nClO − =1.44 mol
nchlore −actif =2 . nClO − =2.88 mol
mchlore −actif = nchlore −actif . MCl = 2.88.35.5 =102 g
Un litre d’eau de Javel pèse 1140 g
Le pourcentage de chlore actif est : % c.a. =
mCl
m1L _ eaudeJavel
; % c.a. =
102
= 8.9%
1140
Valeur inférieure à l'indication portée sur le berlingo d'eau de Javel (9,6%).
Ecart relatif :
୍ଽ.଺ି଼.ଽ୍
ଽ.଺
= 0.08 donc 8 % d′ecart
B-4-1. Expériences complémentaires :
• Dismutation des ions thiosulfate en milieu très acide
Voir cours de chimie tronc commun partie A (facteurs cinétiques) :
2+
S2O3 (aq) + 6 H + 4 e = 2S(s) +3 H2O
2+
S2O3 (aq) + H2O = 4 e + 2 SO2 (g) + 2H
2-
+
2S2O3 (aq) + 4 H → 2S(s) + 2SO2 (g) + 2 H2O
On divise par 2:
2-
S2O3
+
(aq)
+ 2 H → S(s) + SO2 (g) + H2O
Donc:
2-
+
S2O3 (aq) + 2 H3O → S(s) + SO2 (g) + 3 H2O
En milieu acide (pH < 3), les ions thiosulfate se dismutent pour former du soufre colloïdal.
B-4-2
Deux couples IO3 / I2 et I2/I
+
2 IO3 + 12 H + 10 e = I2 +6 H2O
I2 + 2 e = 2I_________________________
+
6 I2 + 6 H2O →2 IO3 +12 H + 10 I
+
3 I2 + 3 H2O → IO3 +6H + 5 I
En milieu basique il n’y a pas de H+ on ajoute 6 HO de chaque coté :
-
-
-
3 I2(aq) + 6 HO (aq) → IO3 (aq) + 5 I (aq) + 3 H2O
Le diiode se dismute en milieu basique pour former les ions iodure et iodate (IO3 ).