Les fresques de Bamiyan, Bac S Polynésie 2018

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Dans la région de Bamiyan, des chercheurs ont découvert des fresques bien conservées. Des prélèvements ont révélés l'existence d'huile de noix.
Les huiles de lin et de noix sont siccatives, elles peuvent former un film résistant et continu lorsqu'elles sont exposées à l'air en couche mince. Cette propriété est due à la présence de doubles liaisons dans les composés insaturés présents dans ces huiles. La sicativité d'une huile est mesurée par l'indice d'iode de l'huile.
Détermination expérimentale de l'indice d'iode d'une huile.
On appelle indice d'iode la masse de dihalogène, exprimée en gramme de diiode, qui pourrait se fixer sur 100 g de substance étudiée. le diiode se fixant lentement sur les doubles liaisons, on le remplace par le chlorure d'iode ICl. En milieu non aquex, le chlorure d'iode se fixe sur les doubles liaisons suivant la réaction :

Le chlorure d'iode ( réactif de Wijs) est utilisé en excès. ICl restant est transformé totalement en diiode.
(2) ICl restant + I- excès ---> I2 + Cl-.
Le diiode formé est titré par les ions thiosulfate.
(3) I2 + 2S2O32- ---> 2I- +S4O62-.
Protocole expérimental.
Echantillon 1 :  dans un erlenmeyer sec de 250 mL introduire dans l'ordre :
0,30 g d'huile d'olive.
25 mL de cyclohexane à l'aide d'une éprouvette graduée.
10,0 mL de réactif de Wijs prélevé sous la hotte à l'aide d'une pipette jaugée.
Boucher, agiter, placer à l'obscurité pendant 45 minutes avant traitement.
Echantillon 2 :  dans un erlenmeyer sec de 250 mL introduire dans l'ordre :
25 mL de cyclohexane à l'aide d'une éprouvette graduée.
10,0 mL de réactif de Wijs prélevé sous la hotte à l'aide d'une pipette jaugée.
Boucher, agiter, et traiter l'échantillon.
Traitement des deux échantillons.
Dans chaque échantillon ajouter :
100 mL d'eau distillée, 15 mL d'iodure de potassium en excès.
Agiter, attendre quelques minutes à l'obscurité.
Titrer chaque échantillon, en agitant, par une solution de thiosulfate de sodium ( concentration c = 0,200 mol /L). Ajouter l'empois d'amidon en fin de titrage pour repérer avec précision l'équivalence ( disparitio du diiode).
Le traitement de l'échantillon 2 permet de connaître la quantité de matière initiale de chlorure d'iode contenue dans 10,0 mL de réactif de Wijs.
VE1 = 11,9 mL ; VE2 = 22,9 mL.
Questions préalables.
1. Montrer que la quantité de matière de diiode formé par la réaction (2) est égale à ½cVE.
D'après les nombres stoechiométriques de (3) : quantité de matière de diiode = 0,5  fois la quantité de matière d'ion thiosulfate  à l'équivalence =
½cVE2.
Quantité de matière de diiode formé en (2) : n =
½cVE2 = 0,5 x 0,200 x 22,9 = 2,29 mmol.
2. Déterminer à partir du traitement de l'échantillon 2, la quantité de matière initiale de chlorure  d'iode contenue dans 10,0 mL de réactif de Wijs.
La quantité de matière de ICl est égale à celle de diiode formé en (2).
2,29 mmol.



 


Problème.
Les peintres des fresques disposaient également d'huile d'olive. Auraient-ils pu remplacer l'huile de noix  par de l'huile d'olive pour réaliser  ces fresques ?
Echantillon 1 : quantité de matière de diiode formé en (2) = quantité de matière de ICl en excès.
 
½cVE1 = 0,5 x 0,200 x 11,9 = 1,19 mmol.
Quantité de matière de chlorure d'iode ayant réagi avec les doubles liaisons de l'huile d'olive :
2,29 -1,19 = 1,10 mmol.
La quantité de matière de ICl qui se fixe est égale à la quantité de matière de diiode qui se fixerait si le diiode était utilisé comme réactif.
Masse de diiode correspondante : 1,10 M(I2) = 1,10 x 254 = 279,4 mg ~ 0,279 g.
Indice d'iode de l'huile d'olive :
0,279 x  100 / 0,30 ~93,1 .
Cette valeur étant inférieure à 110, l'huile d'olive est non siccative. Elle ne peut pas remplacer l'huile de noix.


Quantité de matière de ICl ayant réagi avec l'huile d'olive :
2,29 -1,19 = 1,10 mmol.





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