Le_degre_chlorometrique.doc - UdPPC

Cette grandeur en usage dans les pays francophones d'Europe jusqu'en 2001
est aussi connue sous le nom : "degré chlorométrique de Gay-Lussac" Définition : Extrait de l'arrêté du 23 juillet 1968 :
"Le titre ou degré chlorométrique français exprime en litres de (di)chlore
sec, à 0°C et sous une pression de 1 bar le pouvoir oxydant de un litre
d'eau ou extrait de Javel à 20°C.
Un litre de (di)chlore gazeux à 0°C et sous une pression de 1 bar pèse 3,17
grammes." Ou encore : Extrait du décret n°69-100 du 10 janvier 1969 :
"le nombre de degré chlorométrique est le nombre de litres de (di)chlore
susceptible d'être dégagé par un litre de solution sous l'action d'un acide
à une température de 0 degré centigrade et à une pression de 1013,25
millibars"
Note : Ces définitions s'appliquaient aussi à 1 kg de d'hypochlorite
de calcium ([Ca(OCl)2] - chlorure de chaux) ; pour la définition du
décret de 1969 utiliser l'acide chlorhydrique. Mais concrètement, qu'est ce que cela représente ? Pour le degré chlorométrique il s'agit d'une "rétro dismutation" de la
réaction de dissolution du dichlore gazeux dans l'eau (ou dans une solution
basique) :
[pic] [équation 1] Cette définition bien française du pouvoir oxydant des ions hypochlorite
n'était pas partagée par les pays anglo-saxons. Ceux-ci utilisent le
pourcentage de chlore actif. Pouvoir oxydant des eaux et extraits de Javel : Les normes européennes. Pour respecter la directive européenne EN 862, le décret n°2001-881 du 25
septembre 2001, abroge la dénomination "degré chlorométrique". Aujourd'hui, nous devons donc exprimer le pouvoir oxydant des eaux et
extraits de Javel en "concentration pondérale en chlore actif" (pourcentage
de chlore actif ou % c.a.). Outre la grandeur exprimant le pouvoir oxydant des eaux et extraits de
Javel, la norme européenne fixe les concentrations pondérales maximales
pour ces dénominations. L'arrêté du 23 juillet 1968 attribue l'appellation "eau de Javel" aux
solutions de titre inférieur à 40°chl et "extrait de Javel" lorsque le
titre est supérieur à 40°chl. Depuis 2001[1], les eaux de Javel doivent présenter une concentration
pondérale en chlore actif supérieure ou égale à 2,5% et les extraits de
Javel (appelés aussi "eau de Javel concentrée" ou "eau de Javel forte") une
concentration pondérale en chlore actif supérieure ou égale à 8,5%.
Pratiquement, la norme européenne impose que les extraits de Javel qui
titraient 48°chl (environ 12% de chlore actif) soient maintenant
commercialisés à une concentration comprise de 8,5 à 10% de chlore actif
(soit un peu plus de 36°chl) et que les eaux de Javel qui titraient 12°
chlorométrique (environ 3,6% de chlore actif) passent dorénavant à 2,6%
chlore actif (soit 9°chl) Ainsi, trouve -t- on dans le commerce :
- Un extrait de Javel à 9,6% de chlore actif (soit 36°
chlorométrique)
- Une eau de Javel à 2,6% de chlore actif (soit 9°
chlorométrique) Remarque : Si le degré chlorométrique ne dépendait pas de la masse
volumique des solutions étudiées, la concentration pondérale en
chlore actif dépend de cette grandeur. Les amateurs de calculs
apprécieront ! Mais que faut-il comprendre par "concentration pondérale en chlore actif" ? Ici aussi les choses sont loin d'être aussi simples qu'il n'y parait. Les textes officiels distinguent : le "chlore actif", le "chlore actif
libre" et le "chlore total" Le chlore actif : "available chlorine" correspond à la quantité d'ions
[pic] et aux gaz HOCl et Cl2 dissous dans la solution.
Pour une solution suffisamment concentrée et basique, le chlore actif peut
être assimilé à la quantité d'ions [pic] en solution. D'après l'équation 1
on a : un Cl2 actif = un [pic]. Le chlore actif libre correspond à la quantité de gaz HOCl et Cl2 dissous
dans la solution (solution neutre ou acide et de surcroît très diluée). Le chlore total : comptabilise l'élément chlore présent en solution et cela
quelque en soit le degré d'oxydation ; Cl-, Cl2, ClO-, [pic], [pic]. Relation entre les diverses expressions du titre des eaux et extraits de
Javel. Les solutions de Javel sont des solutions basiques préparées par
dissolution de gaz dichlore dans une solution de soude. Ce que l'on appelle
"chlore actif" correspond donc à la masse en gramme de Cl2 utilisé pour
préparer 100 g. de solution. Cette masse de Cl2 sera dégagée par la solution lors de la réaction avec un
acide.
Sachant qu'une mole de dichlore a une masse de 71 g et que le volume
molaire à une température de 0 degré centigrade et à une pression de
1013,25 millibars est de 22,4 L, un litre de solution de Javel titrant
22,4°chl contient 71 g de dichlore actif.
Il nous faut maintenant déterminer la masse volumique de la solution pour
calculer la concentration pondérale en chlore actif.
La masse volumique de cette solution est environ 1,1 kg.L-1.
La solution étudiée titre ~ 6,45 % c.a. Remarque : Pour l'Amérique du nord, le titre des solutions et extraits de
Javel s'exprime en % de masse de NaOCl dissous.
Une mole de Cl2 (g) dissous dans la solution de soude donne une mole de
Na+,ClO- dissous soit 74,5 g ce qui donne pour notre solution : 6,77 % de
NaOCl.
De la nécessité de mesurer la teneur en chlore actif La loi française rend les fabricants responsables des produits qu'ils
commercialisent. Les préparateurs et conditionneurs d'eaux, de concentrés et d'extraits de
Javel doivent contrôler la teneur en produits actifs de leur production,
d'autant plus qu'il s'agit de produits instables sujets à une
rétrogradation[2] qui s'accélère s'ils sont mal conservés (chaleur,
soleil). Différentes méthodes d'analyses sont préconisées : Les méthodes officielles publiées dans l'arrêté du 23 juillet 1968[3] sont
:
Mesure de la densité ;
Dosage du chlore actif ;
Dosage du chlore total. A ces mesures, peut s'ajouter :
Le dosage de l'alcalinité libre et de l'alcalinité totale. Voir annexe n°3 D'autres techniques de dosage sont possibles, voir annexe n°4. Mesure de la densité : Elle se pratique avec un aéromètre (densimètre normalisé à immersion) à la
température de 20°C.
La procédure est décrite dans l'arrêté du 23 juillet 1968 1. Remarque importante : si la mesure de la densité est nécessaire pour
calculer la teneur en chlore actif de la solution, il n'est pas
permis d'en déduire la teneur en chlore actif. Dosage du chlore actif : Méthode officielle décrite dans l'arrêté du 23 juillet 1968 1. Principe : "Oxydation de l'iodure de potassium en milieu acétique et
titration de l'iode libéré par une solution décinormale[4][5] de
thiosulfate de sodium" Mode opératoire et expression des résultats : Voir annexe n°1. Dosage du chlore total : Méthode officielle décrite dans l'arrêté du 23 juillet 1968 1. Principe : "Minéralisation à chaud en milieu ammoniacal par de l'eau
oxygénée concentrée et dosage du chlore minéralisé sous forme de NaCl par
la méthode de Charpentier - Volhard" Mode opératoire et expression des résultats : voir annexe n°2.
Annexe n°1 : Dosage du chlore actif : Méthode officielle décrite dans l'arrêté du 23 juillet 1968 1. Principe : "Oxydation de l'iodure de potassium en milieu acétique et
titration de l'iode libéré par une solution décinormale[6][7] de
thiosulfate de sodium" Mode opératoire :
"Pour les différentes concentrations des eaux et extraits de Javel,
effectuer les dilutions pour obtenir finalement une teneur en chlore actif
voisine de un degré chlorométrique (par exemple au 1/20 pour les eaux de
Javel à 18° et au 1/50 pour les extraits à 47 - 50°).
Introduire dans l'erlenmeyer : 100 mL d'eau ;
5 mL d'acide acétique pur cristallisable ;
1,0 gramme d'iodure de potassium pur (exempt
d'iodate) ;
10,0 mL de la dilution.
Attendre deux minutes et titrer par une solution de thiosulfate de sodium
N/10 ;
en fin de dosage, ajouter 2 à 3 mL d'une solution d'amidon soluble à 10 g/L
:
continuer le dosage jusqu'à disparition de la coloration bleue."
Expression des résultats :
"Soit N le nombre de millilitres de solution de thiosulfate utilisé pour le
dosage.
La teneur, en grammes par litre, en chlore actif est donnée par
l'expression : 0,335(N(k g/L
k est égal au rapport V/v dans lequel V est le volume de la fiole jaugée
servant à la dilution et v celui de la prise d'essai de l'échantillon.
Pour obtenir le titre en degré chlorométrique, il faut diviser l'expression
ci-dessus par 3,17
soit 0,112(N(k °chl." Annexe n°2 : Dosage du chlore total : Méthode officielle décrite dans l'arrêté du 23 juillet 1968 1. Principe : "Minéralisation à chaud en milieu ammoniacal par de l'eau
oxygénée concentrée et dosage du chlore minéralisé sous forme de NaCl par
la méthode de Charpentier - Volhard" Mode opératoire : tous les réactifs utilisés doivent être exempt de
chlorure. Introduire dans un ballon de 250 mL à col rodé 10 mL de la dilution
préparée pour le dosage du chlore actif.
Ajouter 1,0 mL de solution de H2O2 à 30 % (110 volume) - agiter.
Le titre de l'eau oxygénée à 30 % doit être régulièrement vérifié.
Puis ajouter 1,0 mL de solution de NH3 à 20 % (densité 0,92).
Adapter un réfrigérant à boules au ballon et porter à ébullition pendant 15
minutes.
Refroidir.
Ajouter 1,0 g de FeSO4, 7 H2O.
Porter à nouveau à ébullition pendant 3 à 4 minutes.
Refroidir puis ajouter 10 mL d'acide nitrique à 52,5 % (densité 1,33).
Chauffer ensuite