Annales gratuites Bac ST2S : Eau oxygénée

Sur l'étiquette d'une bouteille d'eau oxygénée, on peut lire les indications suivantes :

Données : Masse molaire du peroxyde d'hydrogène : 34 g.mol^-1.

1.On se propose de retrouver le titre de cette solution d'eau oxygénée, soit 10 volumes, à l'aide des indications inscrites dans le cadre COMPOSITION.

1.1. Indiquer la formule chimique du peroxyde d'hydrogène.

1.2. Calculer le nombre n de moles de peroxyde d'hydrogène correspondant à la masse m = 3g contenue dans 100 mL de solution.

1.3. Déduire de la question 1.2. que le nombre de moles de peroxyde d'hydrogène que contiendrait 1 L de solution est n₀ = 0,88 mol et qu'en conséquence la concentration molaire de cette eau oxygénée est c₀ = 0,88 mol.L^-1.

1.4. En utilisant le résultat de la question 1.3., calculer le titre de cette solution d'eau oxygénée. Le résultat trouvé est-il conforme à celui annoncé sur l'étiquette ?

2. L'eau oxygénée peut subir une réaction de dismutation dont les deux demi-équations électroniques sont les suivantes :

2.1. Recopier ces 2 demi-équations et écrire les couples rédox correspondant à chacune d'elles.

2.2. A partir de ces demi-équations, retrouver l'équation-bilan de la réaction de dismutation de l'eau oxygénée.

1.1.Formule chimique du peroxyde d'hydrogène
                 H₂O₂
1.2. La masse molaire d' H₂O₂ étant m = 34 g.mol^-1, le nombre de moles n d' H₂O₂ dans la masse m = 3g est :
                     

       soit      

1.3. La quantité de matière calculée précédemment est contenue dans 100mL d'eau oxygénée.
     Donc V₀ = 1 L de cette solution contiendrait un nombre de moles 10 fois plus grand
                    

                    d'où     

     La concentration molaire de l'eau oxygénée est donc :

1.4. Le titre (en volumes) de l'eau oxygénée est le VOLUME de DIOXYGENE (exprimé en litres) que peut libérer 1L de solution dans les conditions normales de température et de pression (où V_m = 22.4 L.mol^-1).
Or la réaction :         montre qu' 1 mole d' H₂O₂ peut libérer mole,
soit 11.2 L d' O₂
Donc pour 1 L d'eau oxygénée, C₀ moles de H₂O₂ peuvent libérer () litres d'O₂.

soit (ou "9,9 volumes")
L'étiquette annonçait un titre de "10 volumes" : le résultat est conforme à 1% près

2.

2.1.     

     couple oxydant / réducteur associé : H₂O₂ / H₂O

                                
     couple associé : O₂ / H₂O₂ .

2.2. En additionnant les 2 demi-équations et en éliminant (2H⁺) et (2 e^-) qui figurent des 2 cotés de , on obtient l'équation de dismutation de l'eau oxygénée :