La quantité de diiode est donc infime ce qui explique qu'à t°, la solution ne devient pas brune durablement. 2) Au bout d'un certain temps caractéristique t*, la coloration persiste définitivement. Que se passe-t-il dans le mélange initial iodure-persulfate-thiosulfate pour chacune des espèces intervenant dans les réactions (1) et (2) couplées? Réponse: Avant t*, le diiode formé réagissait avec les ions thiosulfates de façon instantanée. Si à t*, la couleur brune persiste, ceci veut dire que la réaction 2 « ne se fait plus » et donc la quantité en ions thiosulfates est négligeable. Par contre, le diiode est fortement présent. Tp: Etude de cinétique chimique d'une réaction en mileur aqueux (niv bac+1). Les ions persulfates utilisés pour la réaction 1 sont aussi en faible quantité. Les ions I(-) utilisés lors de la réaction 1 sont régénérés par la réaction 2. Leur quantité reste plus ou moins constante. Sont aussi présent les ions S4O6 (2-) issus de la réaction 1. Cette réflexion doit vous permettre de détailler le principe de la mesure de la vitesse de réaction de la réaction (1).
(Alors là, je ne vois pas du tout)
3) Remplir le tableau d'évolution des [C] des espèces réagissantes en fonction du temps: appeler E1 l'avancement de la réaction (1), E2 l'avancement de la réaction (2), et e les quantités de matière infinitésimale (a, b, c désignent les concentrations initiales en S2O82-, I- et S2O32-)
Temps [S2O82-] [I-] [S2O32-] [I2] [S4O6 (2-)]
t° a b c 0 0
t
8 0. 4 0. 2 0. 1 0. 1 [S 2 O 3 2-] (mol. 04 0. 18 0. 14 0. Pages perso Orange – Créez facilement votre site web personnel. 1 Ceci nous permet de remarquer que la vitesse de la réaction est d'autant plus élevée que les concentrations initiales en réactifs sont importantes II- Etude de l'influence de la température Ici, nous réalisons de nouveau l'expérience du soleil couchant mais dans un bain- marie, le mélange réactionel est porté a une température de 40° C. Nous utilisons les mêmes volumes et concentration que pour le cas 4 de l'expérience précédente. Nous constatons que la durée de la réaction est de 45. 67 sec contre 96 sec lorsque la réaction à lieu à température ambiante. La vitesse de la réaction augmente donc avec la température. PARTIE 2: ETUDE DU PHENOMENE DE CATALYSE. I- Catalyse d'une réaction d'oxydoréduction par des ions métalliques. Nous étudions ici la réaction entre les ions péroxodisulfate et iodure, catalysée par certains cations métalliques, d'équation: 2I- + S 2 O 8 2- = I 2 + 2SO 4 2- De manière à mieux étudier cette réaction, on ajoute dans le mélange réactionel une petite quantité d'ion thiosulfate.
PARTIE 1: ETUDE DE LA CONCENTRATION DES REACTIFS ET DE LA TEMPERATURE. I- Expérience dite du "soleil couchant". Nous étudions ici la dismutation (réaction d'un corps sur lui même) en milieu acide de l'ion thiosulfate d'équation: 2S 2 O 3 2- +4H + = 2S +2SO 2 +2H 2 O A- Mode opératoire Placer un bécher sur une feuille sur laquelle figure un motif tracé à l'encre noire Dans un bécher, verser: * V1 mL d'acide chloridrique molaire (H + + Cl-) * V2 mL d'eau distillée * V3 mL de thiosulfate de sodium à 0. 2mol/L Homogénéiser le mélange et déclencher le chronomètre. Arréter le chronomètre lorsque le motif n'est plus visible par un observateur placé à la verticale. B- Resultats: En faisant varier les volumes, on modifie ainsi la concentration des réactifs dans le mélange réactionnel. On obtient alors les résultats suivants: V1 (mL) 40 20 10 5 5 5 5 V2 (mL) 0 20 30 35 0 10 20 V3 (mL) 10 10 10 10 45 35 25 VT (mL) 50 50 50 50 50 50 50 td (sec) 60. 2 70. 33 75. Tp cinétique chimique thiosulfate ion. 99 96 18. 83 33 30. 73 [H +] (mol. L-1) 0.
Le diiode formé par la réaction précédante réagit avec le thiosulfate pour redonner des ions iodure qui réagiront de nouveau avec le peroxodisulfate lorsque la totalité du thiosulfate sera consommée. On retarde ainsi la réaction. - Dans 7 tubes à essai, verser 2mL de solution d'iodure de potassium et 2mL de solution de thiosulfate de sodium. - Dans 6 de ces tubes verser 2 gouttes d'une des solutions métalliques. Le 7ème tube sert de tube témoin. - Ajouter ensuite 5mL de péroxodisulfate et actionner aussitôt le chronomètre. Solutions métalliques de: - Ion cobalt - Ion chrome - Ion cuivrique - Ion ferrique - Ion ferreux - Ion nickel On obtient alors les résultats suivants: Tube Témoin Co2+ Cr3+ Cu2+ Fe2+ Fe3+ Ni2+ t (min) 14 7. 45 12. 20 1. Tp cinétique chimique thiosulfate 50. 94 4. 01 3. 50 8. 01 Les ions Cu 2+, Fe 2+ et Fe 3+ sont donc des catalyseurs de cette réaction. II- Autocatalyse: oxydation de l'acide oxalique par l'ion permanganate. Nous étudions la réaction d'oxydation de l'acide oxalique par l'ions permanganate d'équation: 2MnO 4 2- +16H + + 5C 2 O 4 2- = 2Mn 2+ + 8H 2 O + 10CO 2 - Dans un bécher introduire 10mL d'acide oxalique et 1mL d'acide sulfurique.
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