EXERCICE 5: L'eau oxygénée est une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène H₂O₂.
L'eau oxygénée est un produit d'usage courant. Il présente de nombreux avantages et s'utilise au quotidien,
pour la maison mais aussi pour l'esthétique. L'eau oxygénée a des vertus stérilisantes et désinfectantes.
2.1. L'eau oxygénée se décompose lentement suivant la réaction: H₂0₂0₂ + H₂O.
Une eau oxygénée à n volumes peut dégager n litres de dioxygène par litre de solution (volume gazeux
mesuré sous la pression P = 101,3 kPa et à la température T = 273,15 K).
Calculer la concentration en mol/L d'une eau oxygénée à 10 volumes.
2.2.La décomposition d'une solution de H₂O₂ est suivie en prélevant rapidement des échantillons de même
volume vp à des instants déterminés, et en dosant rapidement la quantité de H₂O₂ restant au moyen d'une
solution de permanganate de potassium de concentration Co, en milieu acide.
Les couples redox mis en jeu sont: O₂/ H₂O₂ et Mn0/Mn².
2.2.1. Ecrire l'équation de la réaction de H₂O₂ et de l'ion permanganate MnO
2.2.2. Comment repère-t-on pratiquement l'équivalence du dosage ?
2.2.3. Etablir la relation entre la concentration c de la solution d'eau oxygénée, le volume prélevé Vp, Cox, et
le volume vox de la solution de permanganate nécessaire pour obtenir l'équivalence.
2.3.Les différents volumes Vox de permanganate de potassium, nécessaires pour doser les prélèvements
effectués aux différentes dates, sont notés dans le tableau suivant :
en min 0 5 10 20 40
Vox ML 30,7 24,7 19,9 13,1 5,5
On montre que l'évolution de c en fonction du temps t suit la loi exponentielle c = co et.
k est une constante (constante de vitesse) et co est la valeur de càt = 0.
2.3.1. Calculer k (on précisera l'unité).
2.3.2. Partant d'une eau oxygénée à 10 volumes, après combien de temps obtiendra-t-on une eau
oxygénée à 5 volumes?
2.3.3. Calculer la vitesse initiale de décomposition de cette eau oxygénée (préciser l'unité).
On donne: la constante des gaz parfaits R= 8,314 J.K¹.mol¹.
n rolution aqueuse des ions