Aurélie 02/02

le colorant indigo

oxydo-réduction

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En général, les teintures ne se fixent pas directement sur la fibre des tissus.

Le colorant indigo, par exemple, nécessite un traitement chimique qui se fait en deux temps :

- l'indigo, sous sa forme C16H9N2O2, notée Ind, solide de couleur bleue, est d'abord mis en présence d'ions dithionite S2O42-, produisant une forme d'indigo notée IndH2, de couleur jaune pâle. Cette forme de l'indigo peut-être fixée par les tissus.

- le tissu imprégné de la forme IndH2 est ensuite exposé à l'air. Il réagit avec le dioxygène, la forme jaune pâle donnant la forme bleue de l'indigo, teint alors le tissu en surface.

  1. Quel est le couple rédox correspondant à l'indigo? Ecrire la demi-équation électronique associée en milieu acide.
  2. Les ions dithionites appartiennent au couple SO32-/S2O42-; donner la demi-équation électronique associée en milieu acide.
  3. Ecrire alors l'équation de la réaction entre l'indigo bleu et les ions dithionites, en précisant pour chaque espèce si elle est oxydant, réducteur et si elle est oxydée ou réduite.
  4. On veut fixer 20 mg d'indigo sur un vêtement. Dans quel volume de solution de dithionite à C =0,01 mol/L faut-il faire réagir les 20 mg d'indigo pour que la réaction soit totale ?
  5. En milieu aqueux acide, le dioxygène fait partie du couple O2/H2O. Ecrire le demi-équation électronique associée.
  6. Ecrire la réaction entre l'oxygène et l'indigo "jaune".
  7. En supposant que la totalité de l'indigo ait été déposé, quel volume de dioxygène réagit ?

Donnée : dans les conditions de l'expérience, Vm= 24 L/mol

masse atomique molaire (g/mol) : C=12 ; H=1 ; O=16 ; N=14.



 

corrigé


Ind (forme oxydante) + 2 e- + 2H+ = IndH2 (forme réduite)

S2O42- + 2 H2O = 2 SO32- + 2e- + 4 H+

S2O42- + 2 H2O + Ind --> 2 SO32- + IndH2 + 2H+.

ion dithionite réducteur, il s'oxyde ; Ind l'oxydant se réduit.


masse molaire de l'indigo : 16*12+9+2*14*2*16 = 261 g/mol

quantité de matière indigo (mol) = masse (g) / masse molaire (g/mol)

0,02 / 261 = 7,66 10-5 mol.

donc 7,66 10-5 mol ion dithionite d'après les coefficients de l'équation bilan.

volume solution (L) = Qté de matière (mol) / concentration (mol/L)

volume (L) = 7,66 10-5 / 0,01 = 7,66 mL de solution


O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O

2 fois { IndH2 = Ind + 2 e- + 2H+ }.

les électrons n'apparaissent pas dans le bilan :

O2 + 2 IndH2 --> 2H2O + 2Ind

0,5 * 7,66 10-5 = 3,83 10-5 mol dioxygène d'après les coefficients de l'équation bilan.

3,83 10-5 *24 = 9,2 10-4 L de dioxygène

 


à suivre ...

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