L’essentiel du cours 815
Les domaines de l’eau et de l’acide hypochloreux HClO, ou de l’ion hypochlorite ClO
– , sont disjoints. Les réactions entre l’eau et ces deux espèces sont donc favorisées : l’acide hypochloreux et
l’ion hypochlorite sont réduits par l’eau avec dégagement de dioxygène.
L’oxydant Cl(+I) (HClO ou ClO
– ) est réduit par le réducteur H 2 O du couple O 2 /H 2 O selon une
des réactions suivantes :
• si pH > 7,5 : 2 ClO
– = 2 Cl
– + O 2 ;
• si 3,3 < pH < 7,5 : 2 HClO = 2 Cl
– + O 2 + 2 H
+ ;
• si pH < 3,3 : 2 HClO = 2 Cl
– + O 2 + 2 H
+
et 4 HClO = 2 Cl 2 + O 2 + 2 H 2 O.
Retour au contexte de l’eau de javel
L’eau de Javel est une solution aqueuse d’hypochlorite de sodium (ClO
– ,Na
+
) et de chlorure de
sodium (Cl
– ,Na
+
) en concentrations égales. Elle est basique et oxydante.
Revenons à notre problématique initiale : « Pourquoi est-il dangereux de mélanger acide et eau de
Javel ? ». Ajouter de l’acide à l’eau de Javel diminue le pH de la solution. D’après le diagramme
potentiel-pH du chlore, nous voyons qu’à faible pH l’acide hypochloreux risque de réagir avec Cl
–
(médiamutation) pour former du dichlore, qui est un gaz toxique.
Pour finir, nous avons vu que l’ion hypochlorite ClO
– (principe actif de l’eau de Javel) est instable
dans l’eau et pourtant de l’eau de Javel est vendue dans le commerce !
Comment lever ce paraxode ?
Les raisonnements menés précédemment permettent de déterminer si les réactions sont possibles
du point de vue thermodynamique, c’est-à-dire sur le plan énergétique et entropique. Il ne nous
renseignent pas sur les vitesses des réactions. Si la réaction entre l’espèce instable et l’eau est très
lente, l’espèce sera observable et utilisable. C’est le cas de l’ion hypochlorite ClO
– dans l’eau, dont
la concentration diminue très lentement, sur une échelle de temps de l’ordre de plusieurs mois.
Une étude complète doit prendre en compte l’aspect thermodynamique (loi d’équilibre chimique, constante d’équilibre de la réaction) et l’aspect cinétique (vitesse de la
réaction).
© Dunod. Toute reproduction non autorisée est un délit.
partagelivrescpge.blogspot.com
Les domaines de l’eau et de l’acide hypochloreux HClO, ou de l’ion hypochlorite ClO
– , sont disjoints. Les réactions entre l’eau et ces deux espèces sont donc favorisées : l’acide hypochloreux et
l’ion hypochlorite sont réduits par l’eau avec dégagement de dioxygène.
L’oxydant Cl(+I) (HClO ou ClO
– ) est réduit par le réducteur H 2 O du couple O 2 /H 2 O selon une
des réactions suivantes :
• si pH > 7,5 : 2 ClO
– = 2 Cl
– + O 2 ;
• si 3,3 < pH < 7,5 : 2 HClO = 2 Cl
– + O 2 + 2 H
+ ;
• si pH < 3,3 : 2 HClO = 2 Cl
– + O 2 + 2 H
+
et 4 HClO = 2 Cl 2 + O 2 + 2 H 2 O.
Retour au contexte de l’eau de javel
L’eau de Javel est une solution aqueuse d’hypochlorite de sodium (ClO
– ,Na
+
) et de chlorure de
sodium (Cl
– ,Na
+
) en concentrations égales. Elle est basique et oxydante.
Revenons à notre problématique initiale : « Pourquoi est-il dangereux de mélanger acide et eau de
Javel ? ». Ajouter de l’acide à l’eau de Javel diminue le pH de la solution. D’après le diagramme
potentiel-pH du chlore, nous voyons qu’à faible pH l’acide hypochloreux risque de réagir avec Cl
–
(médiamutation) pour former du dichlore, qui est un gaz toxique.
Pour finir, nous avons vu que l’ion hypochlorite ClO
– (principe actif de l’eau de Javel) est instable
dans l’eau et pourtant de l’eau de Javel est vendue dans le commerce !
Comment lever ce paraxode ?
Les raisonnements menés précédemment permettent de déterminer si les réactions sont possibles
du point de vue thermodynamique, c’est-à-dire sur le plan énergétique et entropique. Il ne nous
renseignent pas sur les vitesses des réactions. Si la réaction entre l’espèce instable et l’eau est très
lente, l’espèce sera observable et utilisable. C’est le cas de l’ion hypochlorite ClO
– dans l’eau, dont
la concentration diminue très lentement, sur une échelle de temps de l’ordre de plusieurs mois.
Une étude complète doit prendre en compte l’aspect thermodynamique (loi d’équilibre chimique, constante d’équilibre de la réaction) et l’aspect cinétique (vitesse de la
réaction).
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