Eau de javel ; eau oxygénée

Eau oxygénée. Pour nettoyer une petite plaie une infirmière doit utiliser de l'eau oxygénée dont le titre est 10 volumes. Donner la définition du titre en volumes d'une eau oxygénée. Dans sa pharmacie l'infirmière ne trouve plus d'eau oxygénée à 10 volumes, mais elle dispose d'une bouteille d'eau oxygénée à 100 volumes, appelée solution mère. Elle doit donc diluer 10 fois cette solution et désire obtenir 100 mL de solution diluée, appelée solution fille. On notera Vfille = 100 mL. Elle dispose pour cela du matériel suivant : béchers de 100, 250 mL ; fioles jaugées de 50, 100, 250 mL ; pipettes jaugées de 2, 10, 20 mL ; poire à pipeter (ou propipette). - Quel volume de solution mère Vmère doit-elle prélever ? Justifier. - La précision de la dilution doit être la plus grande possible. Dans la liste ci-dessus, choisir la verrerie utilisée pour prélever le volume de solution mère, le récipient dans lequel on réalise cette dilution. Elle souhaite maintenant vérifier la concentration de la solution obtenue. Elle réalise pour cela le dosage de V1 = 10 mL de la solution diluée de peroxyde d'hydrogène par une solution contenant des ions permanganate MnO4- de concentration C2 = 0,20 mol/L. L'équation de la réaction de ce dosage est la suivante : 5 H2O2 + 2MnO4- +2H+ = 2Mn2+ + 8H2O+5O2. (1) A l'équivalence elle a versé V2 = 16 mL de solution d'ions MnO4-. - Calculer la quantité de matière n2 d'ions permanganate introduite à l'équivalence. - En utilisant l'équation de réaction du dosage, trouver la relation entre la quantité de matière n2 d'ions introduite à l'équivalence et la quantité de matière n1 de peroxyde d'hydrogène initialement présente. La concentration en peroxyde d'hydrogène C1 est donnée par la relation : 2,5 C2V2/V1. - Montrer que la concentration en peroxyde d'hydrogène C1 est égale à 0,80 mol/L. - En déduire le titre de la solution fille. Remarques : Le titre est inférieur à 10 volumes car une partie du peroxyde d'hydrogène s'est lentement transformée en dioxygène et en eau.On rappelle que le volume molaire gazeux dans les conditions normales de température et de pression est Vm = 22,4 L/mol.   Le titre en volumes d'une eau oxygénée est égal au volume de dioxygène libéré par 1 L de solution d'eau oxygénée, le volume de dioxygène étant mesuré dans les conditions normales de température et de pression. Le facteur de dilution est égal à 10. Le volume de solution mère est dix fois plus petit que le volume de la solution fille. Vmère = Vfille/ 10 = 10 mL. La solution mère est prélevée à l'aide d'une pipette jaugée de 10 mL + pipeteur ; on utilisera une fiole jaugée de 100 mL.   Quantité de matière (mol) = volume (L) * concentration (mol/L) n2 = V2C2 = 16 10-3 * 0,20 = 3,2 10-3 mol. D'après les nombres stoechiométriques de l'équation du dosage, 1 mol d'ion permanganate réagi avec 2,5 mol d'eau oxygénée. A l'équivalence, la quantité de matière d'eau oxygénée est 2,5 fois plus grande que celle d'ion permanganate. n1 =2,5 n2. C1= 2,5 C2V2/V1 = 2,5*16 10-3 * 0,20 / 10 10-3= 0,8 mol/L. Le titre de la solution fille vaut : H2O2 = H2O + ½O2. A partir de 1 L d'eau oxygénée à 0,8 mol on obtient 0,4 mol de dioxygène. Volume d'un gaz ( L) = quantité de matière (mol) * volume molaire ( L/mol) = 0,4*22,4 = 9 L. La solution fille titre 9 volumes.       Web www.chimix.com L'eau de Javel. 6 pts On appelle degré ou titre chlorométrique d'une eau de Javel le volume de dichlore, mesuré en litres dans les conditions normales de température et de pression, nécessaire à la fabrication d'un litre de cette eau de Javel. Dans ces conditions le volume molaire des gaz est Vm=22,4 L/mol. On considère un berlingot d'eau de Javel titrant 48 °chl. Quel est le volume de dichlore que peut libérer ce berlingot ?  48 °chl soit 48 L de dichlore libérés par 1 L d'eau de Javel. Or 250 mL = 0,25 L = un quart de litre : d'où 48/4 = 12 L. On dilue la solution contenue dans le berlingot en la versant dans 750 mL d'eau. On obtient ainsi 1 L d'eau de Javel diluée prête à l'emploi. Quel est le degré chlorométrique de cette eau de Javel diluée ? facteur de dilution F = volume de la solution diluée / volume du berlingot ; F = 4. La solution finale étant 4 fois moins concentrée que la solution du berlingot, son degré chlorométrique est : 48/4 = 12 °chl. La totalité de ce berlingot est mélangée par inadvertance avec un détartrant contenant de l'acide chlorhydrique. L'équation bilan de la réaction est : Cl- + ClO- + 2H+ donnent Cl2 + H2O.(1) Préciser le nom du gaz toxique qui se dégage. Dichlore Cl2. On admet que la totalité des ions hypochlorite ClO- présents dans le berlingot, soit n=0,54 mol ont réagi avec l'acide chlorhydrique. Quel volume de gaz s'est-il dégagé ? D'après les nombres stoechiométrique de l'équation (1) : n(Cl2) = n(ClO-) = 0,54 mol. Volume d'un gaz ( L) = quantité de matière (mol) * volume molaire ( L/mol) V = n * Vm = 0,54*22,4 =12 L. Oxydation des ions iodure I- par l'eau de Javel. Dans une solution d'iodure de potassium ajoutons quelques gouttes d'eau de Javel. Les deux couples oxydant / réducteur intervenant sont : ClO- / Cl- et I2/I-. Ecrire la demi-équation électronique propre au couple I2/I- . I2 + 2e- = 2I-. La demi équation relative au couple ClO- / Cl- en milieu basique s'écrit : ClO- +H2O+ 2e- = Cl-+2HO-. (2) A partir de ces deux demi-équations retrouver l'équation de la réaction entre les ions iodure et les ion hypochlorite : ClO- +2I- +H2O = Cl-+2HO- +I2 2I- = I2 + 2e- (3). (2) + (3) s'écrit : ClO- +H2O+ 2e- + 2I- = I2 + 2e-+ Cl-+2HO-. soit ClO- +2I- +H2O = Cl-+2HO- +I2

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