Exercices sur la chimie pour nettoyer les lentilles de contact , Exercices de Chimie
Renee88
Renee8823 April 2014

Exercices sur la chimie pour nettoyer les lentilles de contact , Exercices de Chimie

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Exercices de chimie sur la chimie pour nettoyer les lentilles de contact. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Disque catalytique, Dosages des ions chlorure Cl –(aq), Exploitation de la première méthode, Expl...
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Exercice III La chimie pour nettoyer les lentilles de contact 4 points (spécialité)

Nouvelle Calédonie 11/2009 EXERCICE III. LA CHIMIE POUR NETTOYER LES LENTILLES DE CONTACT (4 points)

L'AOSEPT était commercialisé il y a quelques années chez les opticiens et les pharmaciens pour le nettoyage et la décontamination des lentilles de contact. Ce produit comprend une solution aqueuse et un étui porte-Ientilles muni d'un disque catalytique. Le disque catalytique est constitué d'un support en plastique sur lequel a été déposée une fine couche de platine. La notice du produit indique que la solution aqueuse contient, entre autres, du peroxyde d'hydrogène ou eau oxygénée à 3% en masse et du chlorure de sodium (0,85 g pour 100 mL de solution).

1. Disque catalytique La décontamination des lentilles a lieu à l'intérieur de I’étui contenant le disque, dans lequel

l’utilisateur doit préalablement verser un peu de la solution d’AOSEPT . Dans cet étui, se produit la décomposition de l’eau oxygénée en dioxygène et en eau, catalysée par le platine. 1.1. Définir le terme « catalyseur ». 1.2. Pourquoi qualifie-t-on cette catalyse d’hétérogène ? 1.3. On donne les couples oxydant/réducteur mis en jeu : H2O2 (aq) / H2O ( ) et O2 (g) / H2O2 (aq).

Écrire les deux demi-équations électroniques associées à ces couples. En déduire l’équation de la réaction de décomposition de l’eau oxygénée. 2. Dosages des ions chlorure Cl –(aq)Les ions chlorure apportés par le chlorure de sodium sont dosés selon deux méthodes; les deux modes opératoires correspondants sont décrits ci-dessous. Toutes les mesures sont effectuées à 25°C. Premier mode opératoire. À l’aide d'une solution S0de chlorure de sodium de concentration molaire en soluté

apporté 1,0 × 10 –1 mol∙L–1, on prépare des solutions diluées de concentrations cdécroissantes : 5,0 × 10 –2 mol∙L–1 ; 2,5 × 10 –2 mol∙L–1 ; 1,0 × 10 –2 mol∙L–1 ; 5,0 × 10 –3 mol∙L–1 ; 1,0 × 10 –3 mol∙L–1.

On mesure la conductivité de la solution S0 et celle des solutions diluées en plongeant dans chaque solution la même cellule de conductimétrie LA FIGURE 1DE L'ANNEXEreprésente les valeurs de conductivité σ pour les différentes concentrations c.

On dilue dix fois la solution commerciale d’AOSEPT ; on note Sla solution diluée. On plonge ensuite la même cellule de conductimétrie dans S ; la conductivité mesurée est égale à 1,8 mS.cm –1.

Deuxième mode opératoire. Dans un bécher, on introduit un volume V1 = 10,0 mL de solution de nitrate d'argent

(Ag+(aq) + NO3–(aq)) de concentration molaire c1 = 1,0 × 10 –1 mol∙L–1 et 90 mL d'eau distillée. On plonge la cellule de conductimétrie dans la solution de nitrate d'argent obtenue.

On ajoute à l’aide d'une burette graduée mL par mL, la solution commerciale d’AOSEPT , en

notant à chaque ajout la conductivité de la solution. On obtient un précipité blanc de chlorure d'argent.

LA FIGURE 2 DE L'ANNEXE représente les valeurs de conductivité pour les différents

volumes V de la solution commerciale d’AOSEPT versés. 2.1. On distingue les dosages par étalonnage et par titrage. Associer à quel type de dosage correspond chacun des deux modes opératoires utilisés.

2.2. Exploitation de la première méthode 2.2.1. Déterminer la concentration molaire du chlorure de sodium dans la solution diluée S puis

dans la solution commerciale d’AOSEPT en expliquant comment sont exploités les résultats expérimentaux donnés SUR LA FIGURE 1 DE L'ANNEXE.

2.2.2. En déduire la concentration massique du chlorure de sodium notée cm1 dans la solution

commerciale. Données: M (Na) = 23,0 g.mol –1 M (Cl) = 35,5 g.mol –1

2.3. Exploitation de la deuxième méthode

2.3.1. Écrire l’équation associée à la réaction modélisant la transformation qui se produit dans le deuxième mode opératoire.

2.3.2. À l’aide de LA FIGURE 2 DE L'ANNEXE, déterminer le volume à l’équivalence VE.

Expliquer la démarche suivie. 2.3.3. Indiquer, sans justification, parmi les espèces ioniques suivantes NO3–, Na+, Ag+ et Cl –,

celles qui sont présentes dans la solution : – pour un volume V versé inférieur au volume versé à l’équivalence VE – pour un volume V versé supérieur au volume versé à l’équivalence VE

2.3.4. On rappelle l’expression de la conductivité en fonction des concentrations molaires

effectives [ Xi ] des espèces ioniques Xi en solution :    i i i

X où i est la conductivité

molaire ionique des ions Xi.

Données: conductivités molaires ioniques des ions présents dans cette expérience :

Ions (en S.m2.mol –1) à 25°C Ag+(aq) 6,19 × 10 –3

NO3–(aq) 7,14 × 10 –3

Na+(aq) 5,01× 10 –3

Cl –(aq) 7,63 × 10 –3

On négligera la variation de volume de la solution dans le bécher lors de l’ajout de la solution

d’AOSEPT .

À partir des expressions de la conductivité  de la solution (avant et après l’équivalence) et en comparant les valeurs des conductivités molaires ioniques du tableau ci-dessus, justifier brièvement :

– la décroissance de la conductivité  de la solution avant l’équivalence.

– l’augmentation de la conductivité  de la solution après l’équivalence. 2.3.5. Déterminer la concentration molaire c0 des ions chlorure dans la solution commerciale

d’AOSEPT , en expliquant comment sont exploités les résultats expérimentaux. En déduire la concentration massique du chlorure de sodium notée cm2 dans la solution commerciale.

2.3.6. Pour un tel produit, on peut considérer que le contrôle de qualité est satisfaisant si l’écart

relatif entre la mesure effectuée et l’indication du fabricant est inferieur à 10 %. Les deux résultats précédents, obtenus pour la concentration massique notée cm du chlorure de sodium

dans la solution commerciale d’AOSEPT , correspondent-ils à ce critère ?

ANNEXE À RENDRE AGRAFÉE AVEC LA COPIE

Figure 1 : évolution de en fonction de c ( mode opératoire 1 )

c (mmol.L-1) 10 20 30 40 50

 (mS.cm-1)

1

2

3

4

5

6

2

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