TP CHIMIE
TRANSFORMATIONS RAPIDES ET LENTES
SUIVI TEMPOREL D’UNE TRANSFORMATION
I/ But du T.P.
On se propose d’effectuer une transformation chimique lente de manière à pouvoir analyser l’évolution du système au cours du temps, et de rechercher des facteurs pouvant modifier la vitesse de la réaction.
II/ Milieu réactionnel
On fait réagir une solution d’eau oxygénée de concentration 0,020 mol.L-1 avec une solution d’iodure de potassium acidifiée de concentration 0,10 mol.L-1. Les ions iodure sont oxydés en diiode.
a) Ecrire les deux demi-équations électroniques et en déduire les deux couples oxydant/réducteur mis en jeu.
b) Donner l’équation de la réaction.
III/ Manipulation
On dispose d’une échelle de teinte composée d’une gamme de 9 tubes à essais de concentrations croissantes en diiode I2. Les concentrations sont données dans le tableau ci-dessous.
tube n° 1 2 3 4 5 6 7 8 9
[I2] (mmol.L-1) 0,5 0,75 1,0 1,5 2,0 3,0 4,0 6,0 8,0
temps (s)
Placer environ 30 mL d’iodure de potassium dans un bécher.
Ajouter avec précaution quelques gouttes d’acide sulfurique.
Prélever 5,00 mL d’iodure de potassium ainsi acidifié et les introduire dans un tube à essais. (garder le reste pour la suite du T.P.)
Préparer 5,00 mL d’eau oxygénée et se munir d’un chronomètre.
Déclencher le chronomètre dès l’ajout de l’eau oxygénée dans le tube à essais contenant l’iodure de potassium acidifié et homogénéiser rapidement en bouchant le tube.
Relever les dates pour lesquelles la teinte du tube à essais correspond à celle d’un tube de l’échelle de teinte.
Tracer la courbe [I2] = f (t) représentant l’évolution de la concentration en diiode dans le tube à essais en fonction du temps.
IV/ Facteurs cinétiques 1) Température
- Refaire la même manipulation en plongeant, dès sa préparation, le tube à essais dans un bain marie à 60 °C.
(Laisser la solution d’iodure de potassium acidifiée se réchauffer quelques instants dans l’eau du bain marie avant d’ajouter l’eau oxygénée et d’homogénéiser)
- Noter le temps nécessaire pour que le tube ait la même teinte que le tube de référence 6 (C = 3,0 mmol.L-1).
- Conclure.
2) Catalyseur
- Refaire la même manipulation en ajoutant aux 5 mL d’eau oxygénée trois gouttes d’une solution d’ions ferriques avant d’ajouter l’iodure de potassium et d’homogénéiser.
- Noter le temps nécessaire pour que le tube ait la même teinte que le tube de référence 6 (C = 3,0 mmol.L-1).
- Conclure.
V/ Exploitation
a) Pour déterminer la vitesse volumique instantanée au cours d’une transformation, on trace la tangente à la courbe à la date t voulue. Le coefficient directeur de la tangente est égal à la vitesse instantanée d’apparition de diiode.
Déterminer la vitesse instantanée de formation de I2 aux dates t = 0 s et t = 3 min. Conclure.
b) Etablir le tableau d’avancement de la réaction. Déterminer le réactif limitant. Donner la concentration maximale en diiode.
c) Aurait-on pu étudier l’évolution de la réaction dans un bécher en utilisant l’échelle de teinte proposée ? d) La solution mère de diiode ayant permis de préparer l’échelle de teinte avait pour concentration massique
Cm = 2,54 g.L-1. On dispose d’une fiole jaugée de 100 mL et de pipettes de 5, 10 et 20 mL. Décrire précisément la préparation de la solution contenue dans le tube n°5 de l’échelle de teinte.
TP CHIMIE
TRANSFORMATIONS RAPIDES ET LENTES
SUIVI TEMPOREL D’UNE TRANSFORMATION
I/ But du T.P.
On se propose d’effectuer une transformation chimique lente de manière à pouvoir analyser l’évolution du système au cours du temps, et de rechercher des facteurs pouvant modifier la vitesse de la réaction.
II/ Milieu réactionnel
On fait réagir une solution d’eau oxygénée de concentration 0,020 mol.L-1 avec une solution d’iodure de potassium acidifiée de concentration 0,10 mol.L-1. Les ions iodure sont oxydés en diiode.
c) Ecrire les deux demi-équations électroniques et en déduire les deux couples oxydant/réducteur mis en jeu.
d) Donner l’équation de la réaction.
III/ Manipulation
On dispose d’une échelle de teinte composée d’une gamme de 9 tubes à essais de concentrations croissantes en diiode I2. Les concentrations sont données dans le tableau ci-dessous.
tube n° 1 2 3 4 5 6 7 8 9
[I2] (mmol.L-1) 0,5 0,75 1,0 1,5 2,0 3,0 4,0 6,0 8,0
temps (s)
Placer environ 30 mL d’iodure de potassium dans un bécher.
Ajouter avec précaution quelques gouttes d’acide sulfurique.
Prélever 5,00 mL d’iodure de potassium ainsi acidifié et les introduire dans un tube à essais. (garder le reste pour la suite du T.P.)
Préparer 5,00 mL d’eau oxygénée et se munir d’un chronomètre.
Déclencher le chronomètre dès l’ajout de l’eau oxygénée dans le tube à essais contenant l’iodure de potassium acidifié et homogénéiser rapidement en bouchant le tube.
Relever les dates pour lesquelles la teinte du tube à essais correspond à celle d’un tube de l’échelle de teinte.
Tracer la courbe [I2] = f (t) représentant l’évolution de la concentration en diiode dans le tube à essais en fonction du temps.
IV/ Facteurs cinétiques 1) Température
- Refaire la même manipulation en plongeant, dès sa préparation, le tube à essais dans un bain marie à 60 °C.
(Laisser la solution d’iodure de potassium acidifiée se réchauffer quelques instants dans l’eau du bain marie avant d’ajouter l’eau oxygénée et d’homogénéiser)
- Noter le temps nécessaire pour que le tube ait la même teinte que le tube de référence 6 (C = 3,0 mmol.L-1).
- Conclure.
2) Catalyseur
- Refaire la même manipulation en ajoutant aux 5 mL d’eau oxygénée trois gouttes d’une solution d’ions ferriques avant d’ajouter l’iodure de potassium et d’homogénéiser.
- Noter le temps nécessaire pour que le tube ait la même teinte que le tube de référence 6 (C = 3,0 mmol.L-1).
- Conclure.
V/ Exploitation
a) Pour déterminer la vitesse volumique instantanée au cours d’une transformation, on trace la tangente à la courbe à la date t voulue. Le coefficient directeur de la tangente est égal à la vitesse instantanée d’apparition de diiode.
Déterminer la vitesse instantanée de formation de I2 aux dates t = 0 s et t = 3 min. Conclure.
b) Etablir le tableau d’avancement de la réaction. Déterminer le réactif limitant. Donner la concentration maximale en diiode.
c) Aurait-on pu étudier l’évolution de la réaction dans un bécher en utilisant l’échelle de teinte proposée ? d) La solution mère de diiode ayant permis de préparer l’échelle de teinte avait pour concentration massique
Cm = 2,54 g.L-1. On dispose d’une fiole jaugée de 100 mL et de pipettes de 5, 10 et 20 mL. Décrire précisément la préparation de la solution contenue dans le tube n°5 de l’échelle de teinte.
