820 Chapitre 31
Diagrammes potentiel-pH
4. Déterminer la pente de la droite séparant les domaines de stabilité de Cu
2+ et Cu 2 O. En déduire
son équation sous forme numérique.
5. Pour quel pH (noté pH 1 ) les deux droites précédentes se coupent-elles ?
6. Que peut-on dire de Cu
+ et de Cu 2 O pour pH < pH 1 ? Quel couple faut-il considérer pour
pH < pH 1 ? Déterminer son potentiel en fonction du pH.
7. Tracer le diagramme potentiel-pH du cuivre, avec les degrés 0, +I et +II.
Exercice 31.5 Eau de Javel
Méthode (31.4)
Le procédé industriel standard de fabrication de l’eau de Javel consiste à dissoudre du dichlore Cl 2
dans une solution aqueuse concentrée d’hydroxyde de sodium (Na
+
,OH
– ) contenant 20 g de NaOH
pour 100 g. L’eau de Javel est basique (pH ≈ 11,5) car NaOH est en large excès.
Le diagramme potentiel-pH du chlore est donné ci-dessous, avec celui de l’eau (en pointillé).
La concentration d’une eau de Javel peut être définie par le titre chlorométrique, égal au volume
de dichlore gazeux dissous par litre de solution (sous 1 bar et à 293 K) et ayant réagi.
Le titrage d’une eau de Javel peut se faire par iodométrie. L’ion hypochlorite ClO
– est réduit par
l’ion iodure I
– en large excès. Le diiode I 2 formé (soluble sous forme complexée I
–
3 ), de couleur jaune
très intense, est dosée par colorimétrie avec une solution de thiosulfate de sodium (S 2 O
2–
3 ,2 Na
+
).
L’équivalence est repérée par la disparition de la couleur jaune de la solution.
Données : M (Cl) = 35,45 g · mol
−1 , R = 8,314 J · K
−1
· mol
−1 .
Potentiels standard : E
◦ (I 2 /I
− ) = 0,62 V, E
◦ (S 4 O
2−
6 /S 2 O
2−
3 ) = 0,08 V.
1. Écrire la réaction du procédé de fabrication
et utiliser le diagramme pour déterminer sa
faisabilité thermodynamique.
2. Montrer que l’eau de Javel est une solution basique d’hypochlorite de sodium (ClO
– ,Na
+ ) et
de chlorure de sodium (Cl
– ,Na
+ ) en concentrations égales.
3. Calculer la concentration des ions ClO
– dans
une eau de Javel neuve, de titre chlorométrique 8,5.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14
pH
−1.0
−0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
E (V)
H 2
H 2 O
O 2
Cl
−
Cl 2
HClO
ClO
−
Chlore
4. Une eau de Javel stockée pendant plusieurs mois est dosée par iodométrie. La première étape
consiste à prélever v = 10,0 mL de l’eau de Javel, puis à lui ajouter de l’iodure de potassium
(K
+
,I
– ) en large excès, avec quelques gouttes d’acide éthanoïque concentré pour avoir pH ≈ 4.
Écrire la réaction et montrer qu’elle est quantitative.
5. La seconde étape consiste à doser le diiode produit avec une solution de thiosulfate de sodium
(S 2 O
2–
3 ,2 Na
2+ ) de concentration c = 0,10 mol · L
−1 . Écrire la réaction et montrer qu’elle est
quantitative.
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Diagrammes potentiel-pH
4. Déterminer la pente de la droite séparant les domaines de stabilité de Cu
2+ et Cu 2 O. En déduire
son équation sous forme numérique.
5. Pour quel pH (noté pH 1 ) les deux droites précédentes se coupent-elles ?
6. Que peut-on dire de Cu
+ et de Cu 2 O pour pH < pH 1 ? Quel couple faut-il considérer pour
pH < pH 1 ? Déterminer son potentiel en fonction du pH.
7. Tracer le diagramme potentiel-pH du cuivre, avec les degrés 0, +I et +II.
Exercice 31.5 Eau de Javel
Méthode (31.4)
Le procédé industriel standard de fabrication de l’eau de Javel consiste à dissoudre du dichlore Cl 2
dans une solution aqueuse concentrée d’hydroxyde de sodium (Na
+
,OH
– ) contenant 20 g de NaOH
pour 100 g. L’eau de Javel est basique (pH ≈ 11,5) car NaOH est en large excès.
Le diagramme potentiel-pH du chlore est donné ci-dessous, avec celui de l’eau (en pointillé).
La concentration d’une eau de Javel peut être définie par le titre chlorométrique, égal au volume
de dichlore gazeux dissous par litre de solution (sous 1 bar et à 293 K) et ayant réagi.
Le titrage d’une eau de Javel peut se faire par iodométrie. L’ion hypochlorite ClO
– est réduit par
l’ion iodure I
– en large excès. Le diiode I 2 formé (soluble sous forme complexée I
–
3 ), de couleur jaune
très intense, est dosée par colorimétrie avec une solution de thiosulfate de sodium (S 2 O
2–
3 ,2 Na
+
).
L’équivalence est repérée par la disparition de la couleur jaune de la solution.
Données : M (Cl) = 35,45 g · mol
−1 , R = 8,314 J · K
−1
· mol
−1 .
Potentiels standard : E
◦ (I 2 /I
− ) = 0,62 V, E
◦ (S 4 O
2−
6 /S 2 O
2−
3 ) = 0,08 V.
1. Écrire la réaction du procédé de fabrication
et utiliser le diagramme pour déterminer sa
faisabilité thermodynamique.
2. Montrer que l’eau de Javel est une solution basique d’hypochlorite de sodium (ClO
– ,Na
+ ) et
de chlorure de sodium (Cl
– ,Na
+ ) en concentrations égales.
3. Calculer la concentration des ions ClO
– dans
une eau de Javel neuve, de titre chlorométrique 8,5.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14
pH
−1.0
−0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
E (V)
H 2
H 2 O
O 2
Cl
−
Cl 2
HClO
ClO
−
Chlore
4. Une eau de Javel stockée pendant plusieurs mois est dosée par iodométrie. La première étape
consiste à prélever v = 10,0 mL de l’eau de Javel, puis à lui ajouter de l’iodure de potassium
(K
+
,I
– ) en large excès, avec quelques gouttes d’acide éthanoïque concentré pour avoir pH ≈ 4.
Écrire la réaction et montrer qu’elle est quantitative.
5. La seconde étape consiste à doser le diiode produit avec une solution de thiosulfate de sodium
(S 2 O
2–
3 ,2 Na
2+ ) de concentration c = 0,10 mol · L
−1 . Écrire la réaction et montrer qu’elle est
quantitative.
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