Correction du devoir commun cinétique (20 points)

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1 Correction du devoir commun cinétique (0 points). Courbe d étalonnage du spectrophotomètre. d après la courbe = f(λ) On observe que le diiode absorbe au maximum à λ= 475 nm 475 nm.. On règle le spectrophotomètre à la longueur d onde λ= 475 nm On remplit une cuve avec un solvant incolore et on fait un réglage du zéro d absorbance On prépare 6 solutions par dilution de diiode à des concentrations connues On mesure pour chaque solution l absorbance On obtient ainsi le tableau de valeurs donnant et [I ] permettant de tracer la courbe d étalonnage.3. La courbe représentative de = f([i ]), figure, est une droite qui passe par l origine. L'absorbance est donc proportionnelle à la concentration en diiode, on peut écrire : = k[i ] (k coefficient de proportionnalité)..4. lire correctement l énoncé pour répondre à cette question «Le spectrophotomètre utilisé admet une gamme de mesures pour l absorbance de 0 à max =,00» 0,5 Figure 8,0.0-3 Par lecture graphique pour une max = on peut lire [I ]= 8,0.0-3 mol/l. Titre du Lugol.. La solution commerciale est diluée dix fois, il nous faut donc une pipette jaugée de 0,0 ml et une fiole jaugée de 00,0 ml.

2 ... En utilisant la courbe d étalonnage on relève l abscisse du point d ordonnée Soit ' S 0 S' 0 =,00 I = 4,0 0 3 mol.l - Figure s 0 = 4, Puisqu il y a eu une dilution par 0 C L = 0 I ' S 0 C L = 0 4,0 0-3 = 4,0 0 mol.l - 0,5..3. Si on ne diluait pas la solution commerciale, l absorbance serait non mesurable avec ce spectrophotomètre car C L > [I ] max = mol/l et > max = 0,5 3. Étude cinétique d une transformation chimique mettant en jeu l eau oxygénée et libérant du diiode 3.. Un oxydant est une espèce chimique capable de capter un ou plusieurs électrons. 0,5 3.. Couple H O (aq) / H O(l) réduction H O (aq) + H + (aq) + e = H O(l) D après l'équation chimique donnée, on écrira plutôt: H O (aq) + H 3 O + (aq) + e = 4 H O(l) Couple I (aq) / I (aq) oxydation I (aq) = I (aq) + e 3.3.Relation stœchiométrique H O (aq) + I (aq) + H 3 O + (aq) = I (aq) + 4 H O(l) État du système vancement Bilan de matière en mol État initial 0 C.V excès excès 0 solvant u cours de la transformation x C.V x excès excès x solvant État final x f C.V x f excès excès x f solvant État final si la transformation est totale x max C.V x max = 0 excès excès x max = C.V solvant 0,5 ni () t 3.4. [I ](t) =, V tot Or d'après le tableau d'avancement [I ](t) = x(t) V tot ni () t = x(t).

3 3.5.. = k.[i ], soit [I ] = k I = Puisque, ' S 0 lors : x(t) = k x(t) V tot = k x Vtot La vitesse volumique instantanée par définition est : v(t) = x vec V tot : volume total en L = 9++5 = 5 ml Et x l avancement en mol On calcule le coefficient directeur de la tangente tracée à t = 0 Ce coefficient est égal à 5 min,5cm cm 4 min = =,4.0-5 mol/min Donc v 0 = x,4.0-5 =,6.0-3 mol.l -.min - 3

4 On trace la tangente à la courbe x(t) à la date t = 5,0 min Son coefficient directeur est inférieur à celui de la tangente à la courbe x(t) à t = 0 min D après l expression de la vitesse on en déduit donc :v 0 >v Lors de la réaction chimique les réactifs sont consommés La concentration en réactifs qui est un facteur cinétique, diminue donc au cours du temps insi, la probabilité de chocs efficaces entre les réactifs décroit La vitesse de réaction diminue 3.6. Le temps de demi-réaction est la durée nécessaire pour que l'avancement atteigne la moitié de sa valeur finale. Soit x(t / ) = x f /. x f = 8, ,9 cm,8 min cm,.0-5 x f / = 4, ,3cm 8, , ,6 cm L avancement final x f = 8,8.0-5 mol soit x f / = 4,4.0-5 mol et graphiquement t / =,8 min,5 4

5 3.7. La température est un facteur cinétique la vitesse de réaction est modifiée mais pas l état final 70 C 0 C 3.8..Fe +,comme les réactifs sont en solution aqueuse Ils occupent donc la même phase. La catalyse est homogène 3.8..Fe + n intervient pas dans le final mais il participe au mécanisme réactionnel insi lors d une première réaction avec l oxydant H O il sera oxydé en Fe 3+ Puis Fe 3+ formé sera, à son tour, réduit en Fe + par le réducteur I - Fe + est donc régénéré 5