L'eau de boisson des poules, bac général Réunion 2023.

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Dans un élevage, l’eau de boisson des poules doit être constamment traitée. Elle doit être désinfectée tout au long de la chaîne de distribution, par exemple avec du peroxyde d’hydrogène H2O2, aussi appelé eau oxygénée. Afin d’éviter le développement d’une flore intestinale pathogène et de servir de vermifuge, le pH de l’eau doit être constamment maintenu entre 5,5 et 6,5.
PARTIE A :
Le traitement de l’eau de boisson d’un élevage industriel de poules L’oxydosane est un décontaminant et acidifiant des eaux de boisson pour animaux. Il est notamment utilisé dans les élevages de poules pondeuses. C’est une solution composée notamment de peroxyde d’hydrogène. La concentration en masse en peroxyde d’hydrogène dans celle-ci est de 248 g ⋅ L −1 . Mode d’emploi (d’après le fabricant GEOSANE) :
Norme 1 : Pour la désinfection et l’acidification (présence de poules dans l’élevage)
- Incorporer OXYDOSANE à raison de 100 mL à 200 mL pour un total de 1000 L d’eau.
-Dose à adapter en fonction du pH souhaité et de la désinfection nécessaire.
 Norme 2 : Durant le vide sanitaire (absence de poules dans l’élevage)
 - Incorporer OXYDOSANE à raison de 2,00 L pour un total de 100 L d’eau.
- Temps de contact : au minimum 1 h.
 - Faire suivre d’un long rinçage.
A. Décontamination de l’eau en fin de chaine des abreuvoirs
Afin de vérifier que l’eau de boisson de l’élevage est toujours désinfectée en fin de chaine, l’éleveur prélève V1 = 20,00 ± 0,05 mL de cette eau et décide de déterminer sa concentration c1 en quantité de matière de peroxyde d’oxygène H2O2 . Pour cela, il procède au titrage du peroxyde d’oxygène présent dans le volume V1 prélevé, par une solution de permanganate de potassium (K +(aq), MnO4 (aq)) acidifiée de concentration en quantité de matière d’ions permanganate égale à [MnO4 ]i = c0 = (1,00 ± 0,04) × 10−3 mol ⋅ L −1 . L’équation de la réaction support du titrage est la suivante :
 2 MnO4 (aq) + 6 H +(aq) + 5 H2O2 (aq) --> 2 Mn 2+(aq) + 8 H2O (l) + 5 O2 (g)
Lors de ce titrage colorimétrique, le volume obtenu à l’équivalence est de Véq = (6,60 ± 0,05) mL. 
A.1 Faire la liste du matériel nécessaire pour réaliser le titrage.

 A.2 Écrire les demi-équations électroniques mises en jeu lors du titrage permettant de retrouver l’équation de la réaction d’oxydo-réduction support du titrage.
MnO4- + 8H+ + 5e- = Mn2+ + 4H2O (1)
O2 + 2H+ + 2e- =H2O2 (2)
A.3 Définir l’équivalence du titrage et indiquer comment la repérer expérimentalement.
A l'équivalence les quantités de matière des réactifs sont en proportions stoechiométriques.
Avant l'équivalence, l'ion permanganate est en défaut, la solution est incolore.
Après l'équivalence, l'ion permanganate est en excès, la solution est violette.
A.4 Déterminer la valeur de la concentration c1 et de son incertitude type associée u(c1).
A l'équivalence : n(MnO4-) =c0 Véq =1,00 10-3 x6,60=6,60 10-3 mmol.
n(H2O2)=2,5n(MnO4-) =0,0165 mmol dans 20,0 mL.
c1 =0,0165 / 20 =8,25 10-4 mol / L.
u(c1) = c1[(u(Véq) / Véq)2+
(u(V1) / V1)2+(u(c0) / c0)2]½=8,25 10-4[(0,05 / 6,6)2+(0,05 / 20)2+(0,04)2]½~8 10-5 mol / L.
c1 = (83 ±8) 10-5 mol / L.
A.5 Indiquer quelle norme, 1 ou 2, l’éleveur a suivi.
Norme 1 :  0,1 x248 / M(H2O2)=24,8 /34= 0,73 mol dans 1000 L  ( 7,3 10-4 mol / L)
0,2 x248 / M(H2O2)=49,6 /34= 1,46 mol dans 1000 L  ( 1,4 103 mol / L)
Le fabricant préconise de placer le bidon d’OXYDOSANE, une fois ouvert, dans un endroit sombre et frais. Il peut ainsi être conservé pendant un mois. Passé ce délai, la désinfection n’est plus garantie.
 A.6 Justifier le mode de conservation.
Les rayons UV et une température modérée favorisent la décomposition de l'eau oxygénée.

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PARTIE B : Le traitement de l’eau de boisson des poules d’un particulier.
 Un particulier possédant des poules doit aussi acidifier l’eau de boisson pour le bien-être et la bonne santé de ses poules. Le pH de cette eau doit être de 6 environ. Pour cela, il dilue du vinaigre dans de l’eau et obtient ainsi une solution aqueuse d’acide acétique de concentration en quantité de matière c3 = 1,60 × 10−3 mol ⋅ L −1 .
B.1. Étude de la formule de la molécule d’acide acétique
B.1.1 Écrire la formule topologique de l’acide acétique.
 B.1.2 Entourer le groupe fonctionnel et nommer la famille à laquelle il appartient.

 B.1.3 Donner le nom de l’acide acétique dans la nomenclature internationale.
Acide éthanoïque.
 B.2. L’acide acétique en solution L’équation de la réaction modélisant la transformation chimique entre l’acide acétique et l’eau s’écrit : C2H4O2(aq) + H2O (l) = C2H3O2 (aq) + H3O +(aq)
B.2.1 Représenter le diagramme de prédominance associé au couple C2H4O2(aq) / C2H3O2 (aq).


B.2.2 Exprimer la constante d’acidité Ka du couple C2H4O2(aq) / C2H3O2 (aq).
Ka = [C2H3O2 (aq) ] [ H3O +(aq) ] / [C2H4O2(aq) ].
 B.2.3 À partir de l’expression de la constante d’acidité Ka, retrouver la relation suivante :
log(Ka) = log  [ H3O +(aq) ] + log ([C2H3O2 (aq) ]  / [C2H4O2(aq) ] )
- log(Ka) = -  log  [ H3O +(aq) ] - log ([C2H3O2 (aq) ]  / [C2H4O2(aq) ] )
pKa = pH -log ([C2H3O2 (aq) ]  / [C2H4O2(aq) ] )
pH =pKa +log ([C2H3O2 (aq) ]  / [C2H4O2(aq) ] )
B.2.4 Calculer le pH réel de cette solution et vérifier si le particulier respecte la norme d’acidification pour l’eau de boisson de ses poules.
Solution électriquement neutre ( HO- négligeable à pH acide) : [C2H3O2 (aq) ]= [ H3O +(aq) ].
Conservation de l'élément carbone : c3 = [C2H3O2 (aq) ] +[C2H4O2(aq) ].
On note [ H3O +(aq) ] = x.
Ka = x2 / (c3-x) =10-4,8 =1,6 10-5.
x2 = 1,6 10-5 (1,6 10-3 -x).
x2 +1,6 10-5 x - 2,58 10-8=0.
Discriminant : (1,6 10-5)2 +4 x2,58 10-8=1,03 10-7 = (3,2 10-4)2.
x = (-1,6 10-5 +3,2 10-4 ) / 2 =1,5 10-4 mol / L ; pH ~3,8.
Le particulier ne respecte pas la norme d’acidification pour l’eau de boisson de ses poules.



  
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