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TP chimie n°5 Degré chlorométrique d’une eau de Javel commerciale

Objectifs

• Réaliser un titrage indirect d’un produit d’usage courant à partir d’un protocole
• Exploiter un titrage indirect

L’eau de Javel est une solution basique constituée d’un mélange équimolaire d’hypochlorite de sodium (Na+(aq) + ClO-(aq)) et de chlorure de sodium (Na+(aq) + Cl-(aq)).
Sa préparation aété mise au point au XVIIIème siècle par Claude louis Berthollet à la manufacture de Javel (ancien village d’Ile de France), en faisant réagir sur la soude un courant de dichlore selon l’équation : 

Cl2(g) + 2 HO-(aq) = ClO-(aq) + Cl-(aq) + H2O(l)

L’eau de Javel peut être utilisée comme détersif, décolorant ou comme antiseptique.

Degré chlorométrique (°chl) d’une eau de Javel,utilisé essentiellement dans les pays francophones, est défini comme le volume de dichlore gazeux susceptible d’être libéré dans les conditions normales de température et pression par un litre d’eau de Javel mis en présence d’un excès d’acide selon l’équation :
ClO-(aq) + Cl-(aq) + 2 H+(aq) = Cl2(g) + H2O(l)

Pourcentage de chlore actif : c’est cette définition qui a été retenue au niveaueuropéen. Il rend compte de la quantité totale de dichlore utilisé lors de sa fabrication.

( Indications lues sur l’emballage d’un berlingot d’eau de Javel :

Pictogramme et phrases de risque et de sécurité :R 31 -34 et S 28-45

- Pourcentage de chlore actif : 9,6% (ce qui correspond à un degré chlorométrique d’environ 36°chl).
- Conserver au frais, à l’abri du soleil et de lalumière.
- Ne pas utiliser en combinaison avec d’autres produits ; au contact d’un acide, dégage un gaz toxique.

Principe de la manipulation

Le titrage indirect d’une solution d’eau de Javel consiste à  :
( ajouter en milieu faiblement acide un excès d’ions iodure : les ions hypochlorite oxydent les ions iodure
( le diiode formé est ensuite titré par les ions thiosulfate.
Ce titrage est dit « indirect » car ce n’est pas la solution d’eau de javel que l’on titre, mais le diiode formé par l’addition d’un excès d’ions iodure sur l’eau de Javel.

Protocole

Une solution d’eau de Javel (S) a été préparée en diluant 40 fois la solution concentrée contenue dans un berlingot.

1- Mode opératoire
( Dans un erlenmeyer de 150 mL, placer un volume V = 20,0 mL de la solution diluéed’eau de Javel (S) puis verser 50 mL d’eau distillée.
( Ajouter 15 mL d’une solution d’ iodure de potassium de concentration 0,1 mol.L-1.
( Agiter le mélange pendant 2 minutes à l’aide d’un barreau aimanté (turbulent) et d’un agitateur magnétique.
( Ajouter 1 mL d’acide éthanoïque pur.
( Titrer le mélange avec une solution de thiosulfate de sodium de concentration C1 = 0,100 mol.L-1. 
(Lorsqu’il devient jaune clair (juste avant l’équivalence), ajouter 5 gouttes d’une solution d’empois d’amidon.
( Noter le volume VE de solution de thiosulfate de sodium ajoutée à l’équivalence.
( Réaliser la manipulation en notant les couleurs de la solution aux différentes étapes et interpréter les observations.

Exploitation des résultats

1- Équations des réactions associées auxtransformations mises en jeu.
a) Établir l’équation de la réaction des ions hypochlorite avec les ions iodure en milieu acide (transformation 1)
ClO- (aq) + 2I- (aq) + 2H+ (aq) ( Cl- (aq) + I2 (aq) + H2O(l) (1)

b) Établir l’équation de la réaction du diiode avec les ions thiosulfate (transformation 2).

I2 (aq) + 2S2O32-(aq) ( S4O62- (aq) + 2I- (aq) (2)

Couplesoxydant/réducteur : ClO-(aq) / Cl-(aq) ; I2 (aq) / I-(aq) ; S4O62-(aq) / S2O32-(aq)

2- Protocole expérimental
a) Après avoir analysé les deux expériences complémentaires, expliquer pourquoi il est important de ne pas travailler en milieu très acide ou en milieu basique.
Milieu basique : risque de transformation du I2 en espèce incolore. On ne peut plus repérer l’équivalence, et il n’y a plus de...
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