Etude expérimentale d’une cinétique par conductimétrie
Le terme de conductimétrie désigne une méthode de mesure des propriétés conductrices d'une solution qui permet notamment de déterminer la concentration des ions. La conductimétrie peut alors être mise en œuvre pour des titrages (par précipitation, échange de proton ou complexation par exemple). On peut aussi l’utiliser pour l’étude de la cinétique de certaines réactions. C’est cette dernière application qui sera mise en œuvre ici pour une réaction de solvolyse.
Réaction étudiée : solvolyse du chlorure de tertiobutyle
R-Cl + 2 H
2O = R-OH + H
3O
++ Cl
–Matériel et produits
2-chloro-2-méthylpropane (ou chlorure de tertiobutyle) noté R-Cl ; Mélange eau-éthanol à 50 % ;
Becher de 100 mL, dispositif d’agitation magnétique ; Dispositif de conductimétrie (Exao).
Protocole
Verser 75 mL du mélange eau-éthanol dans le bécher ; installer la cellule de conductimétrie et le dispositif d’agitation.
Mettre en œuvre (et étalonner) le dispositif de conductimétrie pour effectuer un enregistrement d’une durée de 30 minutes.
APPEL
Appeler l’examinateur lorsque le dispositif est en place.
Déclencher l’enregistrement lorsqu’on introduit 1,0 mL de 2-chloro-2-méthylpropane dans le bécher.
Exploitation
1) Etude théorique : établir la relation entre l’avancement de la réaction et la conductivité (montrer que
est proportionnel à l’avancement).
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2) Compléter le mécanisme de la réaction avec les flèches courbes. Quelle est l’étape 3 ? De quel type de
réaction s’agit-il ? Obtient-on un mélange racémique de 2-méthylpropan-2-ol ?
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3)
Spectres IR et RMN (ANNEXE) : expliquer pourquoi l’analyse des spectres permettrait de vérifier l’effectivité de la réaction.
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APPEL
Appeler l’examinateur lorsque l’acquisition est terminée.
4) Déterminer à partir du graphe la vitesse de la réaction aux dates t = 10 min et t = 20 min.
Commenter et interpréter le graphe obtenu en utilisant la notion de facteur cinétique.
Déterminer le temps de demi-réaction.
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ANNEXE spectres IR et RMN
en ppm en ppm
