Bac S 2000	Amérique du Nord   (juin 2000)	Corrigé
	Basicité d'une lessive sans phosphate

  Données :

    pKa(HCO₃^-/CO₃^2-) = 10,3 ;

    pKa(H₂O/OH^-) = 14 ;

    pKa(H₃O⁺/H₂O) = 0 ;

    Zone de virage de la phénolphtaléine : 8,2 - 10 (incolore-rose)

    Masses molaires atomiques :     M_Na=23,0 g.mol^-1     M_C=12,0 g.mol^-1     M_O=16,0 g.mol^-1

I. Étude d'une solution de carbonate de sodium Na₂CO₃

1. Le carbonate de sodium est un composé ionique soluble dans l'eau.
On prépare une solution de carbonate de sodium dans laquelle on verse quelques gouttes de phénolphtaléine.
Comment interpréter la couleur rose obtenue ?

2. On ajoute progressivement une solution d'acide chlorhydrique à la solution précédente.

2. a. Après avoir placé les couples sur une échelle de pKa , indiquer la réaction qui se produit au début ; écrire l'équation-bilan correspondante.

2. b. Calculer la constante de cette réaction et vérifier qu'elle est quantitative.

2. c. Lorsque la solution devient incolore (pH = 8,2), vérifier que l'on peut considérer que tous les ions carbonate (CO₃^2-) ont été transformés (pour cela, on pourra calculer le rapport des concentrations [HCO₃^-]/[CO₃^2-] à pH = 8,2).

II. Basicité d'une lessive sans phosphate

Le tripolyphosphate de sodium est très utilisé depuis une quarantaine d'années dans les lessives. Son rôle est double : il maintient un milieu basique nécessaire pour l'efficacité des détergents, et séquestre les ions Ca²⁺ évitant ainsi les phénomènes de redéposition.
Mais il est en partie responsable de l'eutrophisation des lacs et rivières. Son emploi est maintenant interdit dans certains pays, limité dans d'autres.
Dans les lessives sans phosphate, l'emploi de carbonate de sodium associé à d'autres composés maintient un milieu basique et évite la redéposition.

Expérience :

On réalise 100 mL d'une solution de lessive dans une fiole jaugée en dissolvant 1,0 g de lessive dans de l'eau distillée puis en complétant au trait de jauge. On ajoute une goutte de phénolphtaléine. La solution est rose. On supposera que la basicité de la solution ne résulte que du carbonate de sodium.
On prélève 20,0 mL de la solution et on ajoute lentement une solution d'acide chlorhydrique de concentration 0,10 mol.L^-1. La solution devient incolore lorsqu'on a versé 6,0 mL de solution acide.

1. En utilisant les résultats de la question I-2, calculer la quantité (en mol) d'ions présents dans 1,0 gramme de lessive.

2. En déduire le pourcentage en masse de carbonate de sodium dans la lessive étudiée.

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