 ........ H O + ........ I + ......... H → ......... I +......... H O ChimieAvancement et spectrophotométrie Chap.8

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1^ère S Thème : Couleurs et images TP n°13

Chimie Avancement et spectrophotométrie Chap.8

 Buts du TP : Décrire quantitativement l’état final d’un système chimique. Suivre son évolution par spectrophotométrie.

 Pointer le matériel présent sur votre paillasse.

Début du TP Élèves Fin du TP Bureau

Spectrophotomètre

cuve pour spectrophotomètre Ordinateur avec Regressi Pipette jaugée 10,0 mL éprouvette graduée de 10 mL Poire aspirante ou pipeteur Pipette graduée 5,0 mL

Burette graduée 25,0 mL + support 5 petits pots

2 béchers de 50 mL 1 bécher de 100 mL

1 fiole jaugée de 50,0 mL + bouchon 1 chronomètre

Pissette eau distillée

1 L de iodure de potassium à 0,50 mol.L^-1

1 L de peroxyde d’hydrogène 0,10 volume ou 8,0 mmol.L^-1 1 L d’acide sulfurique à 1,0 mol.L^-1

1 L de I2 dans iodure de potassium à 5,0 × 10^-2 mol.L^-1 Réserve eau distillée

Bidon de récupération

Principe

1) On souhaite faire réagir les ions iodure I^- avec le peroxyde d’hydrogène H2O2 en milieu acide selon l’équation suivante à équilibrer :

... H

O

+ ... I

+ ... H

→ ... I

+... H

O

2) Pourquoi cette réaction peut-elle être suivie par spectrophotométrie, alors que la solution est initialement incolore ? Protocole expérimental

3) On souhaite prélever un volume de 5,0 mL de solution d’iodure de potassium de concentration en ions iodure [I^-(aq)] = 0,50 mol.L^-1. Quelle verrerie doit-on utiliser ?

 Verser ce prélèvement dans un bécher.

4) Dans le même bécher, ajouter environ 5 mL d’acide sulfurique de concentration en ions hydrogène [H⁺(aq)] = 2,0 mol.L^-1. Quelle verrerie doit-on utiliser ?

5) Prélever un volume de 10,0 mL de solution de peroxyde d’hydrogène de concentration [H2O2(aq)] = 8,0 mmol.L^-1. Quelle verrerie doit-on utiliser ?



6) Quelle longueur d’onde doit-on choisir pour régler le spectrophotomètre ? (voir courbe page suivante)

7) Après 15 minutes, ajuster le spectrophotomètre à la longueur d’onde choisie précédemment  = ... nm, puis mesurer l’absorbance de la solution : A’ = ...

8) D’après le couleur prise par la solution contenue dans le bécher, justifier le choix de la longueur d’onde d’étude.

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 Compétences

 Identifier un réactif limitant d’un système chimique

 Décrire quantitativement l’état final d’un système

 Interpréter en fonction des conditions initiales la couleur à l’état final d’une solution siège d’une réaction chimique mettant en jeu un réactif ou un produit coloré.

 Pratiquer une démarche expérimentale pour déterminer la concentration d’une espèce colorée à partir d’une courbe d’étalonnage en utilisant la loi de Beer-Lambert.

Prévision de l’état final du système

9) Calculer, en mmol, les quantités de matière initiales en ions iodure, en ions hydrogène et en peroxyde d’hydrogène notées respectivement n1 = n(I^-(aq) ), n2 = n(H⁺(aq) ) et n3 = n(H2O2(aq) ). Compléter le tableau ci-dessous.

équation-bilan

... H

O

+ …... I

+ ... H

→ .... I

+... H

O

Etat du système Avancement Quantité de matière en mmol

Etat initial x = 0 n1 n2 n3

en cours 0  x  xmax

Etat final x = xmax

10) Décrire le système l’état final en calculant les quantités de matière.

Vérification de la quantité de matière de diiode à l’état final

 Problématique : la quantité de matière de diiode contenu dans le bécher est-elle la même que la quantité prévue par la théorie ?

11) Imaginer un protocole expérimental qui vous permette de connaître la concentration du diiode contenu dans le bécher.



12) Réaliser les expériences prévues en détaillant vos mesures dans un tableau. Conclure.

 Nettoyer et ranger le matériel. Vérifier la liste du matériel.

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Au centre : longueur d’onde du maximum d’absorption A l’extérieur : couleur observée