Olympiades régionales de chimie Franche-Comté Épreuve expérimentale Page 1 sur 7 Numéro d anonymat :

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1 lympiades régionales de chimie Épreuve expérimentale Page 1 sur 7 uméro d anonymat : Dosage par titrage du dichloroisocyanurate de sodium (DCCa) dans un produit commercial. Lors d une séance de préparation, vous avez synthétisé de l acide dichloroisocyanurique (ADCC). Certains produits commerciaux, utilisés à la place de l eau de javel, contiennent la base conjuguée de cet acide sous forme de dichloroisocyanurate de sodium (DCCa). Le DCCa est également utilisé dans le traitement des eaux de piscine. Le but de la séance est de déterminer le pourcentage massique de DCCa dans un produit commercial. Document 1 : Définition d un dosage. Doser, c est déterminer, avec la plus grande précision possible, la quantité et/ou la concentration d une espèce dissoute en solution. Un dosage par titrage direct est une technique mettant en jeu une réaction chimique entre l espèce à titrer (celle dont on veut déterminer la concentration) et une espèce, dite titrante, de concentration connue. La réaction chimique support du dosage doit être rapide, totale et spécifique (il ne doit pas y avoir de réaction parasite). Un dosage par titrage indirect, se déroule en plusieurs étapes : n fait réagir l espèce à titrer avec un premier réactif en excès. Ensuite, deux cas sont possibles : à l aide d une deuxième réaction, on dose par titrage direct : soit, l excès de réactif utilisé lors de la première réaction. soit, un produit formé par la première réaction. Dans ce cas, les réactions chimiques doivent être totales et spécifiques, mais seule la seconde doit être rapide. Le suivi du titrage peut être réalisé de différentes façons : par conductimétrie (si l espèce à titrer est ionique), par phmétrie (si la réaction support est acidobasique), par colorimétrie (si la réaction met en jeu des espèces colorées ou en utilisant un indicateur coloré de fin de réaction) L équivalence d un dosage par titrage direct est atteinte lorsque l espèce titrante a consommé la totalité de la quantité de l espèce à titrer : les réactifs de la réaction chimique support du dosage ont alors été introduits dans les proportions stœchiométriques. Document 2 : Montage utilisé pour un dosage.

2 Docume nt lympiades régionales de chimie Épreuve expérimentale Page 2 sur 7 uméro d anonymat : Document 3 : Informations sur le DCCa En solution dans l eau, le DCCa s hydrolyse selon la réaction suivante : a + a H 2 H H + 2 H acide hypochloreux DCCa Cyanurate de sodium L acide hypochloreux H appartient au couple d oxydoréduction H / Document 4 : classification périodique Document 5 : Étiquette du produit commercial : Augmente rapidement le taux de chlore Granulés à dissolution rapide Composition : dichloroisocyanurate de sodium dihydraté (100%)

3 lympiades régionales de chimie Épreuve expérimentale Page 3 sur 7 uméro d anonymat : Document 6 : Données relatives aux réactifs utilisés. DCCa : Formules Risques Données numériques Topologique : Masse molaire du DCCa : a + Brute : C a 3 219,9 g.mol 1 Masse molaire du DCCa dihydraté : 255,9 g.mol 1 Acide éthanoïque pur : Formules Risques Données numériques Topologique : Masse molaire : 60,1 g.mol 1 Brute : C 2 H 4 2 Solutions mises à disposition : Solution d iodure de potassium : (incolore) + Formule : ( K ; I ) Concentration : C 1 0,5 mol.l 1 I appartient au couple d oxydoréduction I 2 / I Solution de diiode : (brune) le diiode est très peu soluble dans l eau, mais il est soluble dans les solutions contenant des ions iodure car il forme alors un Ion I qui donne une couleur brune à la solution. Pour simplifier, on 3 considèrera que la solution est une solution de diiode I 2. Concentration : C 2 inconnue I appartient au couple d oxydoréduction I 2 / I 2 n peut renforcer la couleur d une solution peu concentrée (de couleur jaune pâle) en y ajoutant un peu de thiodène (ou empois d amidon) : la solution prend alors une couleur noire. Solution de thiosulfate de sodium : (incolore) + 2 Formule : ( 2a ; S2 ) 3 Concentration : C 3 = 2, mol.l 1. S appartient au couple d oxydoréduction S4 / S

4 lympiades régionales de chimie Épreuve expérimentale Page 4 sur 7 uméro d anonymat : 1 re partie : Détermination de la concentration C 2 de la solution de diiode Les ions thiosulfate S 2 3 réagissent avec le diiode I2 selon une réaction d oxydoréduction rapide et totale. À l aide des informations contenues dans les différents documents et de vos connaissances personnelles, proposer un protocole de dosage direct permettant, à l aide du matériel présent sur votre paillasse, de déterminer la concentration C 2 de la solution de diiode. Préciser l équation de la réaction support du dosage et la manière dont sera repérée l équivalence. Protocole : Équation support du dosage : Comment l équivalence seratelle repérée? Réunir le matériel nécessaire. 1 Appeler le professeur pour faire valider votre protocole ou en cas de difficulté. 2. Réaliser le dosage et calculer la concentration C 2 de la solution de diiode : 2 Appeler le professeur pour faire valider votre résultat ou en cas de difficulté.

5 lympiades régionales de chimie Épreuve expérimentale Page 5 sur 7 uméro d anonymat : 2 e partie : Tests sur le DCCa Dans 1 bécher de 50 ml, introduire dans l ordre : environ 2 ml d'acide éthanoïque commercial. 3 ou 4 grains de DCCa commercial (à prendre dans le flacon «pour les essais»). environ 2 ml d'une solution d'iodure de potassium à environ 0,5 mol.l 1. Agiter pour que les grains se dissolvent. oter vos observations : Comment pouvezvous expliquer ce qui s est passé dans le bécher? Ajouter goutte à goutte de la solution de thiosulfate de sodium. Lorsque la solution devient jaune pâle, ajouter un peu de thiodène (empois d amidon). Reprendre l ajout de solution de thiosulfate de sodium. oter vos observations : Comment pouvezvous expliquer ce qui s est passé dans le bécher? 3 Appeler le professeur pour faire valider vos résultats ou en cas de difficulté.

6 lympiades régionales de chimie Épreuve expérimentale Page 6 sur 7 uméro d anonymat : Protocole : 3 e partie : Dosage du DCCa présent dans un produit commercial 1. À l aide des informations contenues dans les différents documents, des manipulations précédentes et de vos connaissances personnelles, proposer un protocole de dosage indirect permettant, à l aide du matériel présent sur votre paillasse, de déterminer la quantité de DCCa présente dans l échantillon présent sur votre paillasse. Préciser les différentes réactions mises en jeu lors de ce dosage. 4 Appeler le professeur pour faire valider votre protocole ou en cas de difficulté. 2. Réaliser le protocole donné par le professeur. oter ici la masse de DCCa utilisée : m = oter ici votre volume équivalent : V éq = 3. Déterminer la masse de DCCa présente dans l échantillon que vous venez de doser : Dans les conditions du dosage, la quantité d ions thiosulfate versé pour atteindre l équivalence est égale au quadruple de la quantité de DCCa présent dans l échantillon dosé : éq n 2 S 2 3 n DCCa = 4

7 lympiades régionales de chimie Épreuve expérimentale Page 7 sur 7 uméro d anonymat : 4. En déduire le pourcentage massique du DCCa dans le produit commercial et comparer à la valeur donnée par le fabriquant sur l étiquette. 5 Appeler le professeur pour faire valider votre résultat ou en cas de difficulté. 5. S il vous reste du temps : Expliquer pourquoi il faut que les ions iodure soient en très large excès lors du dernier dosage. Retrouver la formule donnée dans la question 3. cidessus : Fin de l épreuve

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