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Exercice de chimie : 1 |
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Vieillissement d'une eau de Javel
Énoncé |
Baccalauréat Blanc
I- Vieillissement d’une eau de javel.
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On se propose d’étudier la décomposition d’une eau de javel. L’eau de Javel se décompose lentement selon la réaction d’oxydoréduction suivante :
On utilise de l’eau de Javel achetée en berlingot. Les indications du fabricant sont les suivantes : Volume : 250 mL ; Degré chlorométrique : 48 ° ; Composition : solution aqueuse d’hypochlorite de sodium ( Na+ + ClO –) et de chlorure de sodium ; Date de fabrication : juin 2001 ; À diluer dans les trois mois qui suivent la fabrication. On dilue la solution commerciale afin d’obtenir une solution S1 cinq fois moins concentrée. 1)- Étude de la cinétique de la réaction catalysée par les ions cobalt Co2+. Pour étudier la cinétique de la réaction (1) catalysée par les ions cobalt Co2+, on utilise un volume V1 = 100 mL de solution S1. On déclenche le chronomètre à l’instant où l’on met le catalyseur dans la solution. Pour suivre l’évolution de la réaction, on mesure à température et pression constantes le volume de dioxygène dégagé au cours du temps. On néglige la quantité de dioxygène dissoute dans l’eau par rapport à la quantité de dioxygène produite. Dans le tableau suivant, le volume de dioxygène dégagé VO2 est déterminé dans des conditions de température et de pression telles que le volume molaire est : Vmol = 22,4 L / mol : |
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t (s) |
0 |
30 |
60 |
90 |
120 |
150 |
180 |
210 |
240 |
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VO2 mL |
0 |
42 |
74 |
106 |
138 |
163 |
189 |
212 |
231 |
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[ClO –] (mol / L) |
0,22 |
0,19 |
0,16 |
0,14 |
0,11 |
0,090 |
0,070 |
0,056 |
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t (s) |
270 |
300 |
330 |
360 |
390 |
420 |
450 |
∞ |
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VO2 mL |
246 |
255 |
269 |
278 |
286 |
291 |
295 |
295 |
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[ClO –] (mol / L) |
0,043 |
0,035 |
0,023 |
8,0 × 10 –3 |
3,5 × 10 –3 |
0 |
0 |
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b)- Établir l’expression littérale de la concentration en ions hypochlorite notée [ClO –] dans la solution S1 à chaque date en fonction de [ClO –]0, VO2 (t), V1 et Vmol. Calculer [ClO –] à t = 360 s. c)- Représenter la courbe : [ClO –] = f (t) sur une feuille de papier millimétré : échelles 1 cm ↔ 30 s et 1 cm ↔ 2,0 × 10 – 2 mol / L. d)- Donner la définition de la vitesse instantanée de disparition de l’ion hypochlorite. Calculer la vitesse instantanée de disparition de l’ion hypochlorite à la date t = 240 s. Sur le graphe précédent, donner l’allure approximative de la courbe représentantl’évolution de[ClO –] = f (t) en l’absence d’ions cobalt Co2+. 2)- Vieillissement de l’eau de Javel. - Le degré chlorométrique français correspond au volume en litre de dichlore gazeux dans les conditions de température et de pression telles que
Vmol = 22,4 L /
mol utilisé lors de la préparation d’un litre d’eau de Javel. - L’équation bilan de la réaction
chimique de préparation de l’eau de Javel est :
- déterminer la concentration des ions hypochlorite dans le berlingot : à la date de fabrication et à la date de l’expérience. Conclure. |
