1 PC* 10/11 TP 8 Dosage d`une eau de Javel, oxydation d`un

PC* 10/11
TP 8
Dosage d'une eau de Javel, oxydation d’un alcool en cétone, dosage de la propanone par
iodométrie
Techniques (nouvelles)
Iodométrie
Test au papier iodo-amidonné (TP5)
Techniques sur les liquides (TP3) : extraction, séchage, évaporateur rotatif, réfractomètre.
CCM (TP1, 3, 5) révélation à la DNPH (TP5)
1. Dosage d'une solution d'eau de Javel
1.1. Principe
E° I2 / I- = 0,53 V
E° ClO- / Cl- = 0,90 V
E° ClO- / Cl2 = 0,14 V (à pH 14) E° Cl2/ Cl- = 1,36 V
E° SO42- / H2SO3 = 0,17V
E° S4O62- / S2O32- = 0,09 V
E° HOCl/ Cl2 = 1,61 V (à pH 0)
L'eau de Javel est un mélange basique d'hypochlorite de sodium et de chlorure de sodium, obtenu
en provoquant la dismutation d'une solution de dichlore en milieu basique.
On va faire réagir les ions hypochlorite sur les ions iodure en milieu acide acétique pour former du
diiode, puis on dosera le diiode par une solution de concentration connue de thiosulfate de sodium.
La concentration d'une eau de Javel est traditionnellement donnée en degrés
chlorométriques (° Chl).
Définition : Un litre d’eau de Javel titrant X°Chl libère par médiamutation totale en milieu acide X
litres de dichlore mesurés dans les conditions normales de température et de pression.
1.2. Mode opératoire.
La solution que vous allez utiliser est une eau de Javel très concentrée "berlingot" du commerce,
qui provoque des brûlures de la peau, et des dégâts irréversibles sur les vêtements et les
chaussures. Attention !
• Placer 50 cm3 d'une solution d’iodure de potassium à 2g / L dans un erlenmeyer de
250 cm3. Ajouter environ 10 cm3 d'acide acétique pur.
• Ajouter 1 mL d'eau de Javel concentrée. Agiter, puis doser avec du thiosulfate de
sodium à 0,2 mol.dm-3, avec l'indicateur coloré usuel de ce type de dosage.
1.3. Questions.
Q1. Expliciter la relation entre la concentration en mol.dm-3 et le d°Chl.
Q2. Rappeler l'indicateur coloré utilisé et indiquer comment on doit l'utiliser.
Q3. Comparer votre résultat de volume équivalent avec ceux des autres groupes (du même jour,
l'eau de Javel se détitre rapidement) et si la cohérence est correcte, prendre la valeur moyenne pour
calculer la concentration en mol.dm-3 d’ion hypochlorite et le d°Chl de l'eau de Javel.
1
HOCl
ClO-
Cl-
Q4. On donne le diagramme E-pH de l'élément chlore. Que se passe-t-il quand on acidifie de l’eau
de javel ? Pourquoi, quand on verse l'eau de Javel dans la solution acidifiée d'iodure, n'observe-t-on
pas ce phénomène ?
2. Oxydation du cyclohexanol par l'hypochlorite de sodium.
2.1. Principe
On oxyde à froid l'alcool secondaire, puis la cétone formée est extraite à l'éther, purifiée et
caractérisée.
2.2. Mode opératoire
• Équiper les cols latéraux du tricol de 25 mL avec le thermomètre et l’ampoule de coulée,
boucher le col central.
• Verser dans le ballon un mélange de 1 g de cyclohexanol et 7 mL d’acide acétique pur.
• Placer le fond du tricol dans un bain glacé jusqu’à ce que la température du contenu descende
au dessous de 15°C.
• Équiper l'ampoule de coulée avec l’eau de Javel précédemment titrée (volume : un peu
supérieur à celui déterminé à la question Q5) puis verser goutte à goutte, et en contrôlant la
température qui ne doit absolument pas dépasser 25°C.
• Transférer le contenu du tricol dans un erlenmeyer que l'on placera dans l'eau glacée pendant
15 min, en surveillant toujours la température.
• Vérifier avec une bandelette de papier iodo-amidonné que l’eau de javel est en excès.
• Éliminer l’excès en ajoutant du sulfite de sodium par petites portions. La disparition de
l’excès est repérée par disparition de la teinte jaune et vérifiée au papier iodo-amidonné.
• Verser dans 20 mL d'eau glacée préalablement saturée en chlorure de sodium.
• Extraire 3 fois avec 10 mL d'éther. Joindre les phases éthérées et les laver avec des fractions
de 5 mL de soude à 10%
(attention, la réaction avec l'acide acétique résiduel est exothermique, il peut y avoir des
surpressions importantes dans l'ampoule à décanter !)
jusqu'à ce que le pH de la solution aqueuse soit légèrement basique.
• Sécher sur sulfate de sodium.
• Évaporer l'éther à l'évaporateur rotatif.
2
• Noter la masse de produit obtenue.
2.3. Caractérisations du produit synthétisé
∗
Indice de réfraction : déterminer l’indice du produit synthétisé. Comparer à la valeur du
Handbook.
∗
Test à la DNPH : placer quelques mL de réactif dans un tube à essais. Ajouter quelques
gouttes de cétone. Observer.
Le solide obtenu a une température de fusion caractéristique du composé carbonylé de départ. Pour
la cyclohexanone, on doit trouver après recristallisation dans l’éthanol : 161°C.
Ceci n’est pas à réaliser absolument, mais si quelqu’un veut essayer, c’est possible. Pour la
recristallisation : utiliser un tube à essais avec un réfrigérant à air et chauffer avec un bain marie à
l’eau bouillante.
∗ CCM :
3 taches : cyclohexanol, cyclohexanone commerciale, cyclohexanone préparée.
Solvant : éther éthylique.
Éluant : mélange 70 / 30 en volume cyclohexane /éther éthylique
Révélation à la 2,4-DNPH.
On pourra essayer auparavant une révélation en UV, mais les plaques sensibilisées à 254 nm sont
faites pour détecter les molécules aromatiques.
2.4. Questions
Q5. Le couple du chlore mis en jeu étant HOCl /Cl -, écrire l'équation de la réaction d'oxydation du
cyclohexanol. En déduire le volume d’eau de javel nécessaire pour se placer dans les conditions
stœchiométriques.
Q6. Quelle réaction parasite cherche-t-on à éviter en contrôlant la température ?
Q7. Expliquer (rapidement , c’est une révision…) le test au papier iodo-amidonné.
Q8. Écrire l'équation de la réaction du sulfite en milieu acide sur l'acide hypochloreux.
Q9. Présenter le résultat de la réaction.
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3. Utilisation du diiode pour le dosage de l'acétone (urinaire par exemple)
3.1. Principe
L'iode (diiode), introduit en excès, réagit en milieu basique avec les méthylcétones pour donner
d'abord une réaction de trihalogénation (substitution par des I des trois atomes d’hydrogène du
groupe méthyle), puis une réaction de coupure, dite "haloforme". Cette réaction conduit à
l'iodofome de formule CHI3, et à un acide carboxylique qui dérive de la méthylcétone en
remplaçant le groupe méthyle par un groupe OH. Comme la réaction se fait en milieu basique, on
obtient en réalité la base conjuguée de cet acide. On dose ensuite le mélange par le thiosulfate de
sodium.
3.2. Mode opératoire
• Mélanger 10 mL de solution à doser, 10 mL de soude à 10% et 12 mL d'une solution de diiode
environ 0,05 mol/L.
• Laisser reposer 10 min en agitant de temps à autre puis ajouter de l'acide chlorhydrique à 10%
jusqu'à apparition de la couleur brune caractéristique de l'iode (noter alors le pH), puis jusqu'à
pH 1.
• Doser le diiode apparu avec une solution de thiosulfate de concentration environ 0,01 mol/L
(concentration exacte sur la bouteille).
• Doser selon le même protocole 2 mL de solution de diiode sans ajouter la solution d’acétone.
Q10. Écrire la demi-équation rédox pour le couple RH, ½ X2 / RX. Montrer que la substitution d'un
H par un X est une oxydation.
Q11. Quel est l'oxydant présent dans le milieu susceptible de réaliser cette oxydation? En déduire
l'équation globale de la réaction de passage de RH et I2 à RI en milieu basique.
Q12. Écrire les équations de la réaction du diiode sur la propanone conduisant à la triiodoacétone
d'abord, puis celle de la réaction de coupure de la triiodoacétone. En déduire la stœchiométrie de la
réaction conduisant de l'acétone et I2 à l'iodoforme et au carboxylate correspondant.
Q13. Que se passe-t-il quand on ajoute le diiode à la solution basique? Est-ce du à la réaction avec
l'acétone (essayer en tube à essai sans mettre l'acétone). Interpréter à l'aide du diagramme E-pH de
l'iode.
Q14. Pourquoi faut-il attendre 10 min?
Q15. Pourquoi faut-il revenir en milieu acide pour doser le diiode restant?
Q16. Calculer la concentration molaire et massique en acétone de la solution à doser.
E-pH de l’iode à cI = 0,1 mol/L
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