DÉTERMINATION DE LA CONCENTRATION MOLAIRE D`UNE EAU

Classe 1reS — TP de CHIMIE —
DÉTERMINATION DE LA CONCENTRATION MOLAIRE D’UNE EAU OXYGÉNÉE
L’eau oxygénée ou peroxyde d’hydrogène H2O2 est vendue en solution commerciale à 27%.
Cela signifie que 100 g de solution commerciale contient 27 g de H2O2 pur.
La masse volumique de la solution commerciale est µ = 1,115 g/mL. On dit aussi que sa densité est d = 1,115.
Au cours du temps, l’eau oxygénée se décompose lentement pour donner de l’eau et du dioxygène.
Le but du TP est de déterminer aujourd’hui la concentration molaire de la solution commerciale achetée par le lycée.
1–Dilution de la solution commerciale
La solution commerciale est trop concentrée et très corrosive.
Sous la hotte, verser 5 mL de solution commerciale de concentration inconnue c 0 dans une fiole jaugée de 200 mL puis
compléter jusqu’au trait avec de l’eau distillée. Homogénéiser. On appelle c 1 la concentration de la solution obtenue.
2–Dosage ou titrage
Remplir une burette avec une solution de permanganate de potassium 0,05 mol/L. Cette solution fortement colorée en
violet est très salissante : la manipuler avec précaution sans précipitation.
Bien veiller à ce qu’il n’y ait pas de bulle d’air sous le robinet : la partie entre le robinet et l’orifice de sortie doit être
remplie.
Bien régler le niveau supérieur au 0 de la burette.
Dans un erlen introduire précisément 10 mL de solution diluée d’eau oxygénée.
Ajouter à l’éprouvette graduée 20 mL d’eau distillée puis 20 mL d’acide sulfurique 1 mol/L.
Mettre en marche l’agitateur magnétique avec une agitation calme.
Verser par petites quantités le permanganate de potassium dans l’erlen : il doit y avoir décoloration par l’eau oxygénée.
Continuer ainsi pour situer à peu près le volume pour lequel il n’y a plus de décoloration. Noter ce volume.
Refaire une seconde fois pour trouver le volume précis pour lequel il y a coloration violette légère mais persistante : c’est
ce qu’on appelle volume équivalent. Noter ce volume Véq .
3–Questions
1. Quelle est la formule développée selon Lewis (c’est-à-dire avec les doublets non liants) du dioxygène ?
2. Quelle est la formule développée selon Lewis, en indiquant les angles, du peroxyde d’hydrogène ?
3. Calculer la concentration molaire d’une solution commerciale d’eau oxygénée à 27%. Pour cela on calculera d’abord
la quantité de matière de H2O2 dans 27 g puis le volume de 100 g de H2O2 et enfin la concentration.
4. Quelle est la relation entre c 0 et c 1 ?
5. Quelle est la formule de l’ion responsable de la couleur violette ?
6. Quelle est la formule brute du permanganate de potassium ?
7. Quelle est la formule brute de l’acide sulfurique (qu’on pourrait appeler aussi sulfate d’hydrogène) ?
8. Écrire la demi-équation électronique relative au couple MnO4– / Mn2+
9. Écrire la demi-équation électronique relative au couple O2 / H2O2
10. En déduire l’équation-bilan de la réaction ayant lieu dans l’erlenmeyer au cours du dosage.
11. Quel est l’oxydant et quel est le réducteur dans cette réaction ?
12. Faire un tableau d’avancement complet juste à l’équivalence. Prévoir des colonnes pour les 3 réactifs et les 2
produits autres que H2O
13. En déduire l’avancement maximum x max
14. En déduire c 1 puis c 0 .
15. Montrer que H+ est en excès. Attention : 1 mol d’acide sulfurique fournit 2 mol de H+
16. Quel est le volume de O2 susceptible d’être produit par cette réaction ? On rappelle que le volume molaire d’un gaz
est de l’ordre de 24L/mol dans les conditions de l’expérience (Loi d’Avogadro)
17. Écrire l’équation de la décomposition lente de l’eau oxygénée.
18. Que peut-on conclure quant à l’exactitude du pourcentage indiqué sur l’étiquette du produit commercial ?