Juin
2004 - Spécialité : l'eau de dakin
L'eau de Dakin est
un antiseptique utilisé pour le lavage des plaies et des
muqueuses. Elle a une couleur rose et une odeur chlorée.
L'étiquette du flacon mentionne les principes actifs
pour un volume V = 100 mL : "solution
concentrée d'hypochlorite de sodium, quantité
correspondant à 0,500 g de chlore actif - permanganate
de potassium 0,0010 g - dihydrogénophosphate de sodium
dihydraté - eau purifiée". En outre, l'eau de
Dakin contient des ions chlorure.
Cet exercice propose de vérifier une partie des
indications de l'étiquette.
La question 1. est indépendante des questions 2.
et 3.
Données :
Masses molaires atomiques
M(O) = 16,0 g · mol-1 ; M(Na)
= 23,0 g · mol-1 ; M(Cl) = 35,5 g ·
mol-1
M(K) = 39,0 g · mol-1 ; M(Mn)
= 55,0 g · mol-1
Solubilité du dichlore à 20 °C :
- dans l'eau : 8 g · L-1
- dans l'eau salée : très peu soluble.
Volume molaire gazeux dans les conditions de
l'expérience : VM = 24,0 L · mol-1
1. Dosage par spectrophotométrie du permanganate
de potassium en solution
1.1. Afin de réaliser une échelle de
teintes, on prépare un volume V0 =
500 mL d'une solution mère S0 de permanganate
de potassium à la concentration molaire en soluté
apporté c0 = 1,0 · 10-2
mol · L-1.
Calculer la masse de permanganate de potassium solide (de
formule KMnO4) à peser pour préparer cette
solution par dissolution.
1.2. La solution S0 permet de
préparer une échelle de teintes constituée par cinq
solutions dont on mesure l'absorbance A à la
longueur d'onde 530 nm.
| Solution |
S1 |
S2 |
S3 |
S4 |
S5 |
| Concentration
c (mol · L-1) |
1,0 · 10-4 |
8,0 · 10-5 |
6,0 · 10-5 |
4,0 · 10-5 |
2,0 · 10-5 |
| A |
0,221 |
0,179 |
0,131 |
0,088 |
0,044 |
1.2.1.
Tracer la courbe représentante A = ƒ(c)
sur papier millimétré.
Echelle des abscisses : 1 cm pour 0,5 · 10-5
mol · L-1
Echelle des ordonnées : 1 cm pour 0,01
Déterminer la relation numérique entre A et c.
1.2.2. À partir du spectre d'absorption
ci-dessous (figure 1) réalisé avec une solution de
permanganate de potassium, expliquer comment on a choisi
la longueur d'onde pour cette étude.
Figure 1
1.2.3. Ce
spectre a-t-il été réalisé avec une solution de
concentration molaire plus élevée ou plus faible que
celles du tableau précédent ? Justifier sans calcul.
1.3. L'absorbance de l'eau de Dakin à
la longueur d'onde l = 530 nm est 0,14.
A cette longueur d'onde, et pour les concentrations des
espèces chimiques de l'eau de Dakin, on admettra que
seul le permanganate de potassium intervient dans la
mesure de l'absorbance.
1.3.1. En déduire la concentration
molaire cexp en permanganate de
potassium apporté de l'eau de Dakin.
1.3.2. À partir des données de
l'étiquette, calculer la concentration molaire c
en permanganate de potassium apporté de l'eau de Dakin
et comparer au résultat expérimental. Pour cela, on
calculera si cela est nécessaire, l'écart relatif 
et on l'exprimera en pourcentage.
2. Détermination de la masse de chlore actif
2.1. Une définition de la masse de
chlore actif correspond à la masse de dichlore dégagé
lors de la transformation chimique modélisée par la
réaction en milieu acide dont l'équation s'écrit :
Cl-(aq) + CIO-(aq)
+ 2 H+(aq) = Cl2 (g) + H2O(l)
(1)
Connaissant les deux couples
oxydant/réducteur Cl 2 / Cl - et CIO -
/ Cl 2, écrire, dans le cas de cette
réaction, la demi-équation associée respectivement à
chaque couple.
2.2. Afin de vérifier l'indication de
l'étiquette concernant la masse de chlore actif, on
verse un excès d'acide chlorhydrique dans un volume V
= 100 mL d'eau de Dakin. On réalise ainsi la
transformation chimique modélisée par la réaction
associée à l'équation (1). On recueille, sous la
hotte, dans une cuve contenant de l'eau salée, un volume
v = 170 mL de dichlore.
2.2.1. Justifier l'utilisation de l'eau
salée pour la récupération du dichlore.
2.2.2. Calculer la masse de dichlore
recueilli et la comparer à l'indication portée sur
l'étiquette en calculant l'écart relatif 
et en exprimant celui-ci en pourcentage.
3. Rôle du dihydrogénophosphate de sodium
dihydraté
Dans l'eau de Dakin le dihydrogénophosphate de sodium
permet de maintenir basique la solution.
Donner une raison justifiant la nécessité de maintenir
basique l'eau de Dakin.
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