La chimie pour nettoyer les lentilles de contact  : dosage des ions chlorure bac S Nlle Calédonie  2009. En poursuivant votre navigation sur ce site, vous acceptez l’utilisation de Cookies vous proposant des publicités adaptées à vos centres d’intérêts.

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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-lentilles 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). Disque catalytique.               La décontamination des lentilles a lieu à l'intérieur de l'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. Définir Ie terme « catalyseur ». Un catalyseur accélère une réaction thermodynamiquement possible ; un catalyseur peut également orienter une réaction si plusieurs issues sont possibles. Pourquoi qualifie t-on cette catalyse d'hétérogène ? Le catalyseur est solide ; l'eau oxygénée est un liquide : catalyseur et réactif appartiennent  à des phases différentes. On donne les couples oxydantl/ réducteur mis en jeu : H2O2 aq / H20 (l) et O2 (g)/ H2O2 aq. Ecrire les deux demi-équations électroniques associées à ces couples. réduction : H2O2 aq +2H+aq + 2e- =2H20 (l) oxydation : H2O2 aq =O2 (g) +2H+aq + 2e-. En déduire l'équation de la réaction de décomposition de l'eau oxygénée. addition des deux demi-équations : 2H2O2 aq +2H+aq + 2e- =2H20 (l) +O2 (g) +2H+aq + 2e-. Simplifier : 2H2O2 aq =2H20 (l) +O2 (g). 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 a 25°C. A l'aide d'une solution S0 de chlorure de sodium de concentration molaire en soluté apporté 0,10 mol/L, on prépare des solutions diluées de concentrations c décroissantes : 0,050 mol/L ; 0,025 mol/L ; 0,010 mol/L ; 5,0 x 10-3 mol /L ; 1,0 x 10-3 mol /L. 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 ci-dessous représente les valeurs de conductivité s pour les différentes concentrations c. On dilue dix fois la solution commerciale d'AOSEPT; on note S la 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 becher, on introduit un volume V1 = 10,0 mL de solution de nitrate d'argent (Ag+(aq) + N03-(aq)) de concentration molaire c1 = 1,0 x 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 I'aide d'une burette graduèe mL par mL, la solution commerciale d'AO$EPT, en notant à chaque ajout la conductivite s de la solution. On obtient un précipité blanc de chlorure d'argent. La figure suivante représente les valeurs de conductivité s pour les différents volumes V de la solution commerciale d'AOSEPT versés. On distingue les dosages par étalonnage et par titrage. Associer à quel type de dosage correspond chacun des deux modes opératoires utilisés. Le premier mode opératoire est un dosage par étalonnage : on réalise d'abord une courbe étalon. Le second mode opératoire est un dosage par titrage : une réaction chimique est mise en jeu. Exploitation de la première méthode. 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. En déduire la concentration massique du chlorure de sodium notee Cm1 dans la solution commerciale. Données : M (Na) = 23,0 g.mol-1 ;  M (Cl) = 35,5 g.mol-1. Tenir compte de la dilution commerciale au dixième : c =13,5 10-3 *10 = 0,135 ~0,14 mol L-1. M'NaCl) = 23+35,5 = 58,5 g/mol. Cm1 = c M(NaCl) = 0,135*58,5 =7,9 g/L. Exploitation de la deuxième méthode. Ecrire l'équation associée à la réaction modélisant la transformation qui se produit dans le deuxième mode opératoire. Ag+aq + Cl-aq = AgCl(s) A l'aide de la figure, déterminer le volume à l'equivalence VE . Expliquer la démarche suivie. 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 ; dans le becher, l'ion chlorure est en défaut : NO3-, Na+, Ag+ ; - pour un volume V versé supérieur au volume versé à l'équivalence VE ; dans le becher l'ion argent est en défaut : NO3-, Na+, Cl-. Données: conductivités molaires ioniques l des ions présents dans cette expérience: ion Ag+aq NO3-aq Na+aq Cl-aq l ( S m2 mol-1) à 25°C 6,19 10-3 7,14 10-3 5,01 10-3 7,63 10-3 On négligera la variation de volume de la solution dans le becher lors de l'ajout de la solution d'AOSEPT . A partir des expressions de la conductivité de la solution (avant et après l'équivalence) et en comparant les valeurs des conductivités molaires ioniques, justifier brievement : - la décroissance de la conductivité  de la solution avant l'équivalence. s= lNO3- [NO3-] + lNa+ [Na+] + lAg+ [ Ag+ ]. [NO3-] est constante ; [Na+] augmente et [ Ag+ ] diminue de la même manière ; du point de vue de la conductivité tout revient  à remplacer l'ion argent par l'ion sodium. or lNa+ est  un peu inférieure  à  lAg+ : donc la conductivité diminue un petit peu. - la croissance de la conductivité  de la solution après l'équivalence. s= lNO3- [NO3-] + lNa+ [Na+] + lCl- [ Cl- ]. On ajoute des ions chlorure et des ions sodium : la conductivité de la solution augmente rapidement. Déterminer la concentration molaire C0 des ions chlorure dans la solution commerciale d'AOSEPT. En déduire la concentration massique du chlorure de sodium notee Cm2 dans la solution cornmerciale. A l'équivalence les quantités de matière des réactifs sont en proportions stoechiométriques : C1 V1 = C0 VE ;  C0 =C1 V1 / VE =10*0,10 / 6,6 =0,152 ~0,15 mol/L. Cm2  = C0 M(NaCl) =0,152*58,5 =8,86 ~8,9 g/L. 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 inférieur 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 ? écart relatif : | valeur mesurée - valeur de l'étiquette| * 100 / valeur moyenne. Valeur de l'étiquette : 0,85 g pour 100 mL de solution soit 8,5 g  pour  1 L. mode opératoire 1 : (8,5-7,9) *100 / 8,2 = 7,3 %. mode opératoire 1 : (8,9-8,5) *100 / 8,7 = 4,6 %. Les deux résultats vérifient  au critère de qualité.

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