Correction TP: Dosage d'un berlingot d'eau de Javel

Dosage d'un berlingot d'eau de Javel

Principe : Dosage indirect de l'eau de Javel

1. Action de l’iodure de potassium sur les ions chlorure

On fait réagir un volume V1 d'eau de javel diluée au 1/50 (solution contenant de l'hypochlorite de sodium Na+ + ClO- ) avec un excès d'iodure de potassium (K+ + I-). On obtient du diiode I2

Compléter les demi-équations : ( Couples I2/I- et ClO- /Cl- ):
Réduction: ClO- = Cl-
Oxydation: I- = I2

2. Dosage du diiode contenu dans la solution

On dose le diiode I2 formé avec une solution de thiosulfate de sodium de concentration C3.
Compléter les demi-équations : ( Couples I2/I- et S4O62- /S2O32- )
Réduction: I2 = I-
Oxydation: S2O32- = S4O62-

Manipulation

Matériel : Erlen de 100 mL (minimum), pipette jaugée de 10 mL, propipette, béchers, burette graduée, éprouvette graduée de 25 mL, agitateur
Solutions : Solution de thiosulfate à 0,05 mol.L-1, KI à 0,05 mol/L, eau de Javel du commerce (berlingot) diluée 50 fois, acide chlorhydrique concentré, thiodène (ou empois d'amidon), eau distillée
Quelles sont les précautions à prendre pour manipuler ces produits, compte-tenu de leur concentration ?

Réduction des ions hypochlorite
- Verser dans l’erlen V1 = 10 mL de solution d'eau de Javel (pipette jaugée)
- Ajouter V2 = 20 mL de solution de KI ( mesurée avec une éprouvette graduée ). Le diiode I2 apparaît par oxydation de I- par ClO- de l'eau de javel.
- Ajouter quelques gouttes d'acide chlorhydrique concentré pour faire apparaître tout le diiode, une partie se trouvant sous forme de IO3- dans le milieu basique de l'eau de Javel.

Dosage du diiode formé
- Rincer la burette graduée avec quelques mL de solution de thiosulfate de sodium, la remplir la burette avec cette solution et ajuster le niveau à 0.
- Verser lentement le thiosulfate de sodium dans l’erlen. Quand la couleur brune de I2 commence à devenir jaune, ajouter quelques gouttes de thiodène (ou d'empois d'amidon) qui donne une couleur brun-noirâtre (bleu) avec I2, puis verser le thiosulfate de sodium goutte à goutte jusqu'à ce que la couleur bleue ait disparu.
Noter le volume V3 versé. V3 = mL


Exploitation
- Ecrire l’équation bilan de la réaction de l’eau de Javel sur l’iodure de potassium.
ClO- + 2 H+ +2 e- = Cl- + H2O
2 I- = I2 + 2 e-
ClO- + 2 H+ +2 I-  Cl- + I2 + H2O

- Qu’est-ce qu’un dosage? Comment peut-on repérer l’équivalence ?
Un dosage est une réaction chimique qui permet de déterminer une concentration.
Il faut que la réaction soit totale et rapide et que l’équivalence soit repérable par un changement de couleur ou une mesure

- Pourquoi ne peut-on pas utiliser la réaction de l’eau de Javel avec l’iodure de potassium pour réaliser le dosage? Justifier l’expression « dosage indirect »
Lors de la réaction de l’eau de Javel avec l’iodure de potassium le changement de couleur intervient dès le début de la réaction ( formation de diiode brun), il n’indique pas l’équivalence.
Le dosage est indirect parce que l’on ne dose pas directement les ions hypochlorite de la solution, on dose le diiode produit par l’oxydation des ions iodures



- Ecrire l’équation bilan de la réaction du thiosulfate de sodium sur le diiode. Comment est repérée l’équivalence pour cette réaction ?

I2 + 2 e- = 2 I-
2 S2O32- = 2 e- + S4O62-
__________________________________
I2 + 2 S2O32 ==> 2 I- + S4O62-

- Calculer la quantité de matière de thiosulfate (n3 en mol) versé à l’équivalence.
n3 = V3. Cthiosulfate

- En déduire la quantité de matière de diiode (n(I2) en mol) qui a réagi
D’après la stœchiométrie de la réaction, n(I2)= n2 = n3/2

- Le diiode est le produit de l’oxydation des ions iodure par les ions hypochlorite. Déterminer la quantité d’ions hypochlorite (n1 en mol) contenu dans le volume V1 d’eau de Javel.
D’après la stœchiométrie de la réaction de l’eau de javel sur le diiode l, n2 = n1

- Déterminer le titre molaire de la solution diluée d’eau de javel.
Concentration molaire de l’eau de Javel en ions hypochlorite : C1 = n1/V1

- Chercher la définition du titre volumétrique en degré chlorométrique d’une eau de Javel. Quelle est la concentration en °Chl du berlingot d’eau de Javel?
Le titre volumétrique en degré chlorométrique d’une eau de Javel est le volume de dichlore, en litre, dans les CNTP, nécessaire pour fabriquer un litre d’eau de Javel
Fabrication de l’eau de Javel : Cl2 + 2 HO- ==> Cl- + ClO- + H2O
Pour une mole d’ions hypochlorite, il faut une mole de dichlore soit 22,4 L dans les CNTP

Le titre volumétrique est donné par la relation : T°Chl = 22,4 x C1