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2004 France dosage spectrophotométrique ; couples Ox/Réd chlore

:
1

Activité expérimentale :

Comment estimer la concentration en permanganate d"une eau de

Dakin ?

L"eau de Dakin est une solution désinfectante composée d"eau de javel diluée comme principe

actif. C"est un liquide très performant dans la lutte contre la prolifération des bactéries ou autres

infections virales. L"eau de Dakin est composée d"eau de javel, ou hypochlorite de sodium, et d"autres espèces chimiques dont l"ion hydrogénocarbonate HCO3-.Ce mélange contient, pour le colorer et le stabiliser vis-à-vis de la lumière, des ions permanganate, MnO4- qui lui donnent sa coloration violette, assimilable au magenta.

Spectre d"absorption du KMnO4

La loi de Beer-Lambert :

Après avoir déterminé la longueur d"onde λmax où l"absorbance est maximale, si la solution contient une seule espèce chimique colorée X qui absorbe la lumière, alors l"absorbance A est proportionnelle à la concentration de X : A=ε.l.C

X où l=longueur de la cuve en

cm, ε=coeff d"absorption molaire en L.mol -1.cm-1, et CX= concentration en mol.L -1

Le cercle chromatique :

La couleur que nous percevons est

complémentaire de la couleur absorbée.

Ainsi, sur le cercle, ces couleurs sont

diamétralement opposées.

Ex : une solution qui absorbe le vert

(λ=530nm) paraît de couleur magenta 2

Partie1 : Préparation des solutions étalons

On dispose d"une solution mère de permanganate de potassium (KMnO

4) de concentration

C

mère=2,0.10-4mol.L-1. On souhaite réaliser une échelle de teintes dont les concentrations en KMnO4

varient de 0,1 à 1,0.10 -4mol.L-1.

1) Rappeler la relation entre le volume de solution mère V

mère, à prélever de solution de concentration mère C mère, pour réaliser une solution fille de concentration Cfille dans une fiole jaugée qui détermine V fille.

2) Rappeler le protocole d"une dilution et le matériel nécessaire à sa réalisation.

3) Après validation du protocole par l"enseignant, préparer 9 solutions de concentrations

données ci-dessous (il est possible de répartir la préparation des solutions en faisant réaliser

une solution par binôme) C fille (.10-4mol.L-1)

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 1

Vmère (mL) 0

A 0

Partie 2 : mesures d"absorbance

4) A quelle longueur d"onde faut-il se placer, sur le spectrophotomètre, pour mesurer

l"absorbance des ions permanganate dans les solutions préparées ?

5) Compléter la dernière ligne du tableau avec le relevé des mesures d"absorbance pour chaque

solution.

Partie 3 : Exploitation

6) Tracer le graphique de représentant l"absorbance en fonction de leur concentration : A=f(C)

7) Mesurer la valeur de l"absorbance de la solution de Dakin. A l"aide du graphique déterminer la

concentration en ions permanganate.

8) Si la solution de Dakin a changé de couleur, le violet a disparu, la solution n"est plus efficace.

En fonction de votre résultat à la question 7, et à l"aide des documents, déterminer si, oui ou

non, le Dakin que nous avons au laboratoire est toujours utilisable. Rappel : la concentration massique et la concentration molaire son liée par la relation : Cm (g/L) = C (mol/L) x M (g/mol) et MKMnO4=158g.mol-1 3

Eléments de correction :

C fille (.10-4mol.L-1)

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 1

Vmère (mL) 0 2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5 20 25 A 0 0.108 0.228 0.387 0.504 0.618 0.802 0.939 1.036 1.328

A dakin=0.309 donc C=0.2336.10

-4 mol/L

Donc Cm=CxM=0.2336.10

-4 x158=3,73mg/L or l"étiquette indique 0,0010g pour 100mL soit 10mg pour 1L

Er=|3,73-10|/10 *100=62.7%

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