Dosage de l’eau de Javel

L’eau de Javel est un désinfectant énergique constitué, entre autres, d’un mélange équimolaire d’ions chlorure Cl^- et hypochlorite ClO^-. On désire vérifier l’indication portée sur une bouteille d’eau de Javel : 12°CHL (12 degrés chlorométriques).

Le degré chlorométrique est égal au volume (exprimé en litres et mesuré à 0°C sous 1013 hPa) de dichlore Cl₂ libéré par un litre d’eau de Javel sous l’action d’un acide, selon l’équation :

ClO^-_aq + Cl^-_aq + 2 H⁺_aq = Cl_2g + H₂O_l

Une mesure directe par gazométrie du volume ainsi libéré de dichlore est délicate. On utilise donc un dosage en deux étapes. On fait agir un excès d’iodure de potassium en solution (K⁺ + I^-) sur une prise d’essai d’eau de Javel : le diiode I₂ ainsi libéré est dosé par une solution de thiosulfate de potassium (2Na⁺ + S₂O₃^2-).

1.      L’eau de javel étant concentrée, on doit la diluer dix fois.

Décrire la préparation de 100,0 mL de solution diluée d’eau de Javel en précisant la verrerie utilisée et les précautions à prendre.

2.      On introduit successivement dans un erlenmeyer V₀ = 10,0 mL de solution d’eau de javel diluée, 20 mL de solution d’iodure de potassium à 100 g.L^-1 et quinze gouttes d’acide acétique pur.

a)      Ecrire l’équation de la réaction entre les ions hypochlorite et les ions iodure sachant que les ions hypochlorite sont réduits en ions chlorure.

b)      Pourquoi a-t-on ajouté de l’acide acétique ?

c)      Pourquoi le volume de solution d’iodure de potassium a-t-il été mesuré sans précision ? Quelle verrerie a-t-on utilisée pour cela ?

d)      En justifiant la réponse, indiquer quelle relation existe entre la quantité n(I₂) de diiode formé et la quantité d’ions hypochlorite contenu dans le prélèvement d’eau de javel diluée.

3.      On dose le diiode formé par une solution de thiosulfate de sodium de concentration C’ = 0,10 mol.L^-1. Le volume versé à l’équivalence vaut V’_E = 10,6 mL

a)      Ecrire l’équation de la réaction entre le diiode et les ions thiosulfate, sachant qu’il se forme des ions iodure et tétrathionate S₄O₆^2-.

b)      Comment évolue la teinte de la solution au cours du dosage ? Comment a-t-on repéré l’équivalence ? Comment peut-on améliorer la précision de ce repérage ?

c)      Quelle quantité de diiode n(I₂) a été dosée ?

d)      En déduire la concentration des ions hypochlorite dans la solution diluée, puis dans la solution commerciale d’eau de Javel.

e)      Ce résultat est-il en accord avec l’indication portée par l’étiquette ?

Données :       

Couples oxydant / réducteur mis en jeu :

ClO^- / Cl^-            ;           I₂ / I^-      ;           S₄O₆^2- / S₂O₃^2–

Loi des gaz parfaits :

                     P.V = n.R T

                                       P = pression en Pascal (Pa )
                                       V = volume en m ³
                                       n = quantité de matière en mol
                                       R = 8,314 uSI         constante des gaz parfaits
                                       T = température en Kelvin   T = q ° C + 273,15