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Réaction d'oxydoréduction / A propos d'eau de javel

Posté par
guitar
08-02-09 à 13:55

Bonjour, je ne comprend pas l'exercice suivant:
J'ai mis mes réponses en gras...


A. Préparation de l'eau de javel

L'eau de javel est un produit courant très utilisé pour son pouvoir désinfectant. Elle peut être obtenue en dissolvant du dichlore gazeux dans une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium. L'équation proposée pour modéliser la transformation est la suivante :

Cl2 (g) + 2 Na+ (aq) + 2HO- (aq) -> ClO- (aq) + Cl- (aq) + 2 Na+ (aq) + H2O (l)

La concentration d'une eau de javel est souvent définie par son degré chlorométrique (°chl). Il correspond au volume (exprimé en litres) de dichlore gazeux, mesuré dans les conditions normales de température et de pression, qu'il faudrait utiliser pour fabriquer 1,0 L d'eau de javel. Dans ces conditions, le volume molaire des gazs est Vm = 22,4 L.mol-1

2. Simplifier l'écriture de l'équation proposée. J'ai enlevé les ions Na+

3. Le pH de l'eau de javel est compris entre 11 et 12. Lors de sa préparation, les ions HO- (aq) sont introduits en excès.

a. Que signifie d'un réactif est introduit en excès ?

b. Enumérer les ions présents dans l'eau de javel.  Cl-    HO-     ClO-

4. a. Quelles sont les propriétés acido-basiques de l'ion hydroxyde ?

b. Comment peut-on qualifier la solution d'eau de javel ? Relier cette propriété au pH de la solution.

5. On considère une eau de javel de 12 °chl. Déterminer sa concentration en ions hypochlorique ClO- (aq)



Voilà la première partie, si vous pouviez m'aider...

Posté par
Kaela
re : Réaction d'oxydoréduction / A propos d'eau de javel 08-02-09 à 15:19

a) voir définition d'un réactif en excès

b) précise leurs noms

4) a) on qualifie l'ion hydroxyde d'ampholyte, c'est un amphotère.

  b)

Citation :
Le pH de l'eau de javel est compris entre 11 et 12.


5)
Citation :
Il correspond au volume (exprimé en litres) de dichlore gazeux, mesuré dans les conditions normales de température et de pression, qu'il faudrait utiliser pour fabriquer 1,0 L d'eau de javel. Dans ces conditions, le volume molaire des gazs est Vm = 22,4 L.mol-1


en sachant que le dichlore est le réactif limitant donc x max = nCl2=
donc d'après le tableau d'avancement nClO- = xmax

utilise n = V/Vm pour calculer la quantité de matière de dichlore

tu sais aussi que n2Ho- / 2 > x max

Posté par
guitar
re : Réaction d'oxydoréduction / A propos d'eau de javel 08-02-09 à 15:24

4. b l'eau de javel est basique

Posté par
Kaela
re : Réaction d'oxydoréduction / A propos d'eau de javel 08-02-09 à 15:24

oui

Posté par
guitar
re : Réaction d'oxydoréduction / A propos d'eau de javel 08-02-09 à 15:32

je trouve que la concentration des ions hypochlorique est 4,46.10-2mol.L-1

Posté par
Kaela
re : Réaction d'oxydoréduction / A propos d'eau de javel 08-02-09 à 15:40

ouais c'est correct un tite justification et ça roule

Posté par
coriolan
re : Réaction d'oxydoréduction / A propos d'eau de javel 08-02-09 à 15:50

les espèces qui réagissent sont Cl2 et OH-.
Si OH- est en excès,il restera des OH- quand tous les Cl2 auront réagi.
L'ion OH- est une base
puisque pH > 7 la solution est basique

le degré chlorométrique peut -être défini par la relation
D=22,4*[ClO-]

Posté par
coriolan
re : Réaction d'oxydoréduction / A propos d'eau de javel 08-02-09 à 15:51

j'ai pris le train en marche  un peu tard..

Posté par
Kaela
re : Réaction d'oxydoréduction / A propos d'eau de javel 08-02-09 à 15:55

Pas grave Coriolan.

Posté par
guitar
re : Réaction d'oxydoréduction / A propos d'eau de javel 09-02-09 à 18:24

Voilà la suite... Si vous pouviez m'expliquer, car je ne comprend pas.



B. Une manipulation dangereuse

Si on ajoute une solution acide concentrée, comme de l'acide chlorhydrique H+ (aq) + Cl- (aq) à de l'eau de javel, on favorise fortement la réaction d'oxydoréduction entre l'oxydant ClO- (aq) du couple ClO-/Cl2 et le réducteur Cl- du couple Cl2/Cl-

1. Ecrire les demi-équations d'oxydoréduction de ces couples.
ClO- + 2 e- = Cl2
Cl2 + 2 e- = Cl-


2. En déduire l'équation de la réaction.  ClO- + Cl2 -> Cl2 + Cl-

3. Pourquoi cette réaction est-elle favorisée par l'ajout d'un acide ?

4. Sur le récipient de l'eau de javel, on peut lire : « ne pas utiliser au contact d'un acide, dégage un gaz toxique ». Quel est le nom du gaz toxique qui se forme ?

5. En vous aidant de la partie A, indiquer la réaction acido-basique qui a lieu simultanément lors de l'ajout de l'acide chlorhydrique. Ecrire son équation.



C. Propriétés oxydantes de l'eau de javel

Les propriétés de l'eau de javel sont dues au caractère oxydant des ions hypochlorite ClO- (aq). C'est ainsi que l'on peut, par exemple, faire réagir une solution d'eau de javel avec les ions I- (aq). L'équation de la réaction est :

ClO- + 2 I- + 2 H+  ->  I2 + Cl- + H2O

1. Ecrire les équations d'oxydoréduction mises en jeu. Ce sont les mêmes que dans la partie précedente

2. Retrouver les couples oxydant/réducteur correspondants.

3. On additionne une solution aqueuse d'iodure de potassium, de concentration de soluté apporté c= 0,20 mol.L-1, à un volume d'eau de javel de 12 °chl égal à 100 mL. Quel est le volume de solution à additionner pour consommer tous les ions hypochlorite de l'eau de Javel ?

4. Relier les propriétés oxydantes ou réductrices du diiode I2 (aq) à la place de l'iode dans le tableau périodique.

Posté par
Kaela
re : Réaction d'oxydoréduction / A propos d'eau de javel 10-02-09 à 14:24

Quelles sont tes réponses ?

Posté par
Melcha
Réaction d'oxydoréduction / A propos d'eau de javel 17-02-10 à 16:50

Bonjour, mon professeur de physique chimie nous a donné le même exercice.

Pour le A. Préparation d'eau de Javel, je ne comprends pas pourquoi dans la 3.b., vous n'avez pas mis les ions Na+?

Mais je me suis dis aussi qu'il fallait juste mettre les ions Cl- et O- car il y a ClO- et Cl- dans la tranformation...
Enfin je sais pas trop...

Pourriez vous m'expliquer s'il vous plaît?

Merci d'avance.

Posté par
coriolan
re : Réaction d'oxydoréduction / A propos d'eau de javel 17-02-10 à 18:32

dans l'équation de réaction on peut ne pas écrire Na+  puisque ces ions ne participent pas à la réaction (ions spectateurs) ,par contre lorsqu'on demande de faire l'inventaire des ions dans la solution d'eau de javel(3b) ,il faut les citer
il n'y a pas de O- mais des ClO- ,Cl- Na+, OH-(car OH- est utilisé en excès dans la réaction de préparation)

Posté par
Melcha
re : Réaction d'oxydoréduction / A propos d'eau de javel 17-02-10 à 18:43

Ah d'accord merci beaucoup!

Et alors le reste tu l'as trouvé ?

Moi j'ai trouvé le 1, 2 et 4 du B. et le reste je sais pas du tout...

Et pour le C. je n'ai trouvé que le 1. et le 2.

Et toi ?

Posté par
Melcha
re : Réaction d'oxydoréduction / A propos d'eau de javel 17-02-10 à 18:54

Excusez moi je vous ai confondu avec " guitar ".

Bah pourriez vous m'aider pour le reste du DM ?

Guitar a deja posté les énoncé de l'exercice.

Posté par
Melcha
re : Réaction d'oxydoréduction / A propos d'eau de javel 17-02-10 à 19:49

S'il vous plaît, c'est important que nous réussissions ce devoir maison pour rattraper notre moyenne... qui est assez juste :/

Nous ne demandons pas de réponses mais juste des explications pour pouvoir comprendre et faire l'exercice.

Posté par
coriolan
re : Réaction d'oxydoréduction / A propos d'eau de javel 17-02-10 à 19:57

mais quelles sont les questions qui posent problème et quelles sont tes propositions de réponses  ?

Posté par
Melcha
re : Réaction d'oxydoréduction / A propos d'eau de javel 17-02-10 à 20:06

Et bien :

B. 3. Pourquoi cette réaction est-elle favorisée par l'ajout d'un acide ?

B. 5. En vous aidant de la partie A, indiquer la réaction acido-basique qui a lieu simultanément lors de l'ajout de l'acide chlorhydrique. Écrire son équation.

C. 3. On additionne une solution aqueuse d'iodure de potassium, de concentration de soluté apporté c= 0,20 mol.L-1, à un volume d'eau de javel de 12 °chl égal à 100 mL. Quel est le volume de solution à additionner pour consommer tous les ions hypochlorite de l'eau de Javel ?

C. 4. Relier les propriétés oxydantes ou réductrices du diiode I2 (aq) à la place de l'iode dans le tableau périodique.

Il n'y a que ces quatre questions qui me posent problème.
Et franchement, je n'ai pas de propositions...

Pour la 5. du B. je sais faire des équations acido-basiques mais là je ne sais pas à quelle solution est ajouté l'acide chlorhydrrique... Je ne comprend pas trop cette question.

Pour les autres je n'ai vraiment aucunes idées...

Posté par
coriolan
re : Réaction d'oxydoréduction / A propos d'eau de javel 18-02-10 à 10:20

pour répondre à la question B3 il faut d'abord établir correctement l'équation B1,
Pour cela ,équilibrer les 1/2 réactions suivantes
ClO-  =Cl2
Cl-  =Cl2
puis trouver l'équation bilan.
je vais vérifier les différentes réponses des parties précédentes

Posté par
coriolan
re : Réaction d'oxydoréduction / A propos d'eau de javel 18-02-10 à 10:39

D'après le post initial
partie A
A2=Ok
A3
a)un réactif en excès s'il en reste dans le milieu réactionnel quand la réaction s'arrête .
Autre réponse possible :un réactif est en excés s'il est utilisé dans des proportions supérieures aux proportions stoechiométriques.
b)Cl-,ClO-,Na+,OH-
A4
a)OH- est une base
b)la solution est basique
A5
pour préparer 1L de solution à 12°chl il faut 12L de Cl2 (g) soit une qté n(Cl2) tele que n=12)22,4=0,54mol
Comme une mol de Cl2 permet la formation de 1 mol de ClO-,la concentration de ClO- est 0,54 mol/L

Posté par
coriolan
re : Réaction d'oxydoréduction / A propos d'eau de javel 18-02-10 à 10:54

pour la partie B ,j'attends tes réponses

Posté par
Melcha
re : Réaction d'oxydoréduction / A propos d'eau de javel 18-02-10 à 13:16

Ah oui alors la 1 et la 2 je les avais déjà faite et j'ai trouvé :

1) ClO-(aq)/Cl2(g)
2ClO- + 4H + + 3e- = Cl2 + 2H2O
(en ajoutant les phases)

Cl2(g)/Cl-(aq)
2Cl- = Cl2 + 2e-

Pour qu'il y ai le même nombre d'électrons dans chaque demi-equation je multiplie la 1ere par 2 et la deuxième par 3. Cela donne:
4ClO- + 8H + + 6e- = 2Cl2 + 4H2O
           6Cl- = 3Cl2 + 6e-

Posté par
Melcha
re : Réaction d'oxydoréduction / A propos d'eau de javel 18-02-10 à 13:17

Escusez moi au lieu de faire Aperçu j'ai cliqué sur Poster.

Je vous envoie la suite.

Posté par
Melcha
re : Réaction d'oxydoréduction / A propos d'eau de javel 18-02-10 à 13:55

Pour qu'il y ai le même nombre d'électrons dans chaque demi-equation je multiplie la 1ere par 2 et la deuxième par 3. Cela donne:
4ClO- + 8H+ + 6e- = 2Cl2 + 4H2O
                   6Cl-= 3Cl2 + 6e-
2)Equation: 4ClO- + 8H+ + 6Cl- = 2Cl2 + 4H2O + 3Cl2 (en ajoutant les phases)

4) Dichlore: Cl2(g)

Voilà pour la B. 1. 2. et 4. Mais la 3. et 5. je ne sais pas du tout.


Pour la A.4.a. Ils ont mis que OH- était ampholyte, ce n'est donc pas vrai ?
C'est vrai que moi je connais que le couple H2O/HO-.

Ensuite pour la C., voici mes demi-equations et couples:
1) ClO- + 2H+ + 2e- = Cl- + H2O
                        2I- = I2 + 2e-
2) ClO-/Cl- et I2/I-

Voilà pour la 1. et 2. mais pour la 3. je ne sais pas quel calcul qu'il faut faire et pour la 4. je ne comprends pas ce qu'ils demandent.

Voilà merci d'avance pour votre aide!

Posté par
coriolan
re : Réaction d'oxydoréduction / A propos d'eau de javel 18-02-10 à 14:00

il y a une erreur dans la 1/2 équation

Citation :
2ClO- + 4H + + 3e- = Cl2 + 2H2O
il n' y a que 2e   (il y a 2ClO- et 4 H+:bilan 2 charges + à compenser)
il faut toujours vérifier la conservation du nb d'atomes et de charges dans l'équation bilan.

Posté par
Melcha
re : Réaction d'oxydoréduction / A propos d'eau de javel 18-02-10 à 14:05

Ah mais je pensais que le nombre de e était en fonction des nombres stoechimétriques de l'autre côté du égal.
Ici il y a 1Cl2 et 2H2O. Donc 2+1= 3
Mais pourquoi c'est " 2 " ? C'est parce que il y a 2ClO- ?

Posté par
coriolan
re : Réaction d'oxydoréduction / A propos d'eau de javel 18-02-10 à 14:07

l'équation montre qu'il faut des H+ comme réactif.La réaction est donc favorisée par l'ajout de H+


dans l'eau de javel il y a aussi des ions OH- .Donc les ions H3O+ réagiront aussi avec OH-.

OH- n'est pas ampholyte.c'est H2O qui l'est.

Posté par
coriolan
re : Réaction d'oxydoréduction / A propos d'eau de javel 18-02-10 à 14:14

tu as à équilibrer
ClO- =Cl2
2ClO- =Cl2     on équilibre en Cl
2ClO-  =Cl2 +2H2O    on équilibre en O
2ClO- + 4H+   =Cl2 +2H2O  on équilibre en H

à droite  0 charges
à gauche (2-)+(4+)+(ne)  =0  donc n=2  il faut donc 2 électrons

2 ClO-  + 4H+ +2e  = Cl2   +2H2O   on a  équilibré en charges

Posté par
coriolan
re : Réaction d'oxydoréduction / A propos d'eau de javel 18-02-10 à 14:14

je dois m'arrêter.

Posté par
Melcha
re : Réaction d'oxydoréduction / A propos d'eau de javel 18-02-10 à 14:16

Oui pour les propriétés de l'ion HO- j'ai bon.
Et donc la réponse à la question:

Citation :
3. Pourquoi cette réaction est-elle favorisée par l'ajout d'un acide ?

C'est parce que la réaction a besoin du réactif H+ pour équilibrer l'équation. (C'est vague ?~~)

Posté par
Melcha
re : Réaction d'oxydoréduction / A propos d'eau de javel 18-02-10 à 14:19

Ah vous devez partir.

Bah pourriez répondre à mes questions plus tard ? Je dois le rendre Mardi.

Merci de votre patience et de votre aide!

A bientot!

Posté par
Kaela
re : Réaction d'oxydoréduction / A propos d'eau de javel 18-02-10 à 16:19

Bonjour quels sont tes propositions ?

Posté par
Melcha
re : Réaction d'oxydoréduction / A propos d'eau de javel 19-02-10 à 13:59

Bonjour Kaela,

J'ai posté mes réponses plus haut ^^

Il ne me manque que quatre réponses dont je n'ai aucune proposotion.

Peux-tu m'aider ?

Posté par
Kaela
re : Réaction d'oxydoréduction / A propos d'eau de javel 20-02-10 à 13:30

Citation :
C. 3. On additionne une solution aqueuse d'iodure de potassium, de concentration de soluté apporté c= 0,20 mol.L-1, à un volume d'eau de javel de 12 °chl égal à 100 mL. Quel est le volume de solution à additionner pour consommer tous les ions hypochlorite de l'eau de Javel ?


Il te faut que tu fasse l'équation réactionnelle .

Prends les deux-demis-équations puis réalisent un tableau d'avancement

2 ClO-  + 4H+ +2e  = Cl2   +2H2O
  2I- = I2 + 2e-

les électrons s'annulent entre eux , et Degré =22,4*[ClO-] puisque le degré est 12....

à près pour trouver le volume , il faut faire à l'équivalence.

4) Tableau de Mendeleiev

Posté par
Melcha
re : Réaction d'oxydoréduction / A propos d'eau de javel 20-02-10 à 15:02

C'est difficile ...

Posté par
coriolan
re : Réaction d'oxydoréduction / A propos d'eau de javel 21-02-10 à 11:23

si tu pouvais préciser les questions qui te posent problème,ce serait bien,car tu as repris un post en cours de route.
fais un copié collé des questions qui te restent à résoudre

Posté par
Melcha
re : Réaction d'oxydoréduction / A propos d'eau de javel 21-02-10 à 14:02

Je l'ai déja indiqué :

Citation :
Et bien :

B. 5. En vous aidant de la partie A, indiquer la réaction acido-basique qui a lieu simultanément lors de l'ajout de l'acide chlorhydrique. Écrire son équation.

C. 3. On additionne une solution aqueuse d'iodure de potassium, de concentration de soluté apporté c= 0,20 mol.L-1, à un volume d'eau de javel de 12 °chl égal à 100 mL. Quel est le volume de solution à additionner pour consommer tous les ions hypochlorite de l'eau de Javel ?

C. 4. Relier les propriétés oxydantes ou réductrices du diiode I2 (aq) à la place de l'iode dans le tableau périodique.

Il n'y a que ces quatre questions qui me posent problème.
Et franchement, je n'ai pas de propositions...

Pour la 5. du B. je sais faire des équations acido-basiques mais là je ne sais pas à quelle solution est ajouté l'acide chlorhydrrique... Je ne comprend pas trop cette question.

Pour les autres je n'ai vraiment aucune idée...

Posté par
Melcha
re : Réaction d'oxydoréduction / A propos d'eau de javel 21-02-10 à 14:03

Euh il n'y a que ces trois questions.

Posté par
Kaela
re : Réaction d'oxydoréduction / A propos d'eau de javel 21-02-10 à 14:32

B.5 , soit une réaction entre l'acide chlorhydrique et l'eau

C.3

Le degré chlorométrique (°chl) d'une eau de javel est égal au volume de dichlore gazeux utilisé pour obtenir 1L de cette eau de javel.

n(Cl[sub]2)[/sub] = 12/22.4 = 0.54 mol

or [Cl2] = [ClO-] , de plus tu sais que V = 0.1 L

de plus d'après l'équation , on peut établir à l'équivalence : n(I-)eq = n(ClO-)eq donc c.Veq = 0.54 / 0.1

C.4 l'iode est un halogène

Posté par
Melcha
re : Réaction d'oxydoréduction / A propos d'eau de javel 22-02-10 à 13:59

Bonjour Kaela

alors pour B.5. ca veut dire que je dois faire les demi equation acide base de HCl et H2O puis faire l'equation ?

Pour C.3. Tu m'as dit qu'il fallait faire un tableau d'avancement...

Pour C.4. Merci !



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