Problème 3 : les ions hypochlorite

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1 ème IC Épeuve de séletion Coigé 15 Pénom Cente Poblème : les ions hypohloite 1. Stutues de Lewis de l ion hypohloite et de l ion hloate. hypohloite hloate Stutue géométique de l ion hloate : Système AX E don pyamide à base tiangle, angles voisins de 109 degés.. Quel est le nom ommeial de la solution d ions hypohoite? Eau de Javel. Équilibe l équation bilan péédente. Demi équations : H + 4 e + H + + H + e + H (1 (+ équation bilan : + Comment s appelle une telle tansomation? dismutation 4. La éation est-elle themodynamiquement avoable en milieu basique? 0,88 0,47 E/V À ph 14 les valeus des potentiels pennent les valeus des potentiels standad donnés. Compte tenu des valeus numéiques, la éation de dismutation des ions hypohloite peut ête onsidéée omme themodynamiquement avoable dans des onditions pohes des onditions standad.

2 ème IC Épeuve de séletion Coigé Monte que es données sont en aod ave une inétique d ode (pa appot aux ions hypohloite pou la éation étudiée. Supposons un ode pa appot à (. La vitesse de éation s éit : 1 d 1 1 don en intégant la elation inétique : + t ( 0 Taçons la oube oespondante : inv(10ª³ t(jou La égession linéaie est exellente. Une étude gaphique des autes odes, notamment l ode, monte que seul l hypothèse de l ode est aeptable. La éation peut-elle se éduie à un ate élémentaie? Justiie la éponse. La éation ne peut se éduie à un ate élémentaie a la moléulaité du ho seait égale à, e qui est hautement impobable. De plus, l ode devait alos ête égal à. 6. Détemine la valeu de la onstante de vitesse de la éation, notée et donne son unité. Le oeiient dieteu de la doite est égal à. Nous obtenons ,1 10 L mol jou soit 7,1 10 L mol jou

3 ème IC Épeuve de séletion Coigé En appliquant l hypothèse de l état stationnaie (AEQS à l ion hloite, monte que e méanisme est ompatible ave les ésultats expéimentaux. Quelle est l expession de la onstante? Dans le ade de l AEQS, la vitesse de dispaition de l ion hloite est égale à sa vitesse d appaition, e qui s éit ave des notations évidentes : ou ( ( ( La vitesse de la éation est la vitesse d appaition des ions hloate, don qui pemet d éie : expéimentale de la vitesse ( ( e, e qui est ompatible ave l expession n a don 8. Que peut-on en déduie su les valeus elatives des onstantes de vitesse et? Justiie la éponse. Pou que l appliation de l appimation de l état stationnaie soit valable, il aut que la éation de omation de l intemédiaie soit plus diiile que la éation de dispaition de elui-i (sinon il s aumule. n a don néessaiement << 9. Tae la oube ( où epésente la vaiation de onentation des ions hypohloite ente l état ouant et l état initial. Véiie qu il s agit d une doite et détemine la valeu expéimentale du oeiient dieteu de elle-i. Nous omplétons le tableau de valeus : t /jou 0 1, 6,8 14,8 5 47,0 77, 1 /mol L,146,14,10,071,00 1,91 1,764 1,58 1 /mol L 0,0074 0, ,0119 0,001 0,076 0,0700 0,119 0,18 1 /mol L 0 0,01 0,041 0,075 0,144 0,5 0,8 0,56 La oube ( est epésentée i-apès. Il s agit bien d une doite, aux eeus expéimentales pès (les point sont d autant mieux alignés que le temps augmente, a les éats ave la valeu initiale augmentent, e qui amélioe la péision de la mesue. Le oeiient dieteu de la doite est égal à,.

4 ème IC Épeuve de séletion Coigé 18 b(10ª³ a(10ª³ 10. Donne la elation liant, à tout instant, les onentations en ions hloate et hypohloite ainsi que la onentation initiale en ions hypohloite. Compae ave la détemination expéimentale péédente. Qu est-il possible d en déduie? Compte tenu des valeus des nombes stœhiométiques nous avons à tout instant la elation : 1 d d 1 soit ( Il y a don un poessus omplémentaie qui onsomme les ions hypohloite, aute que elui que nous étudions. 11. Éie l équation bilan ( ente l eau et les ions hypohloite endant ompte de la omation de diygène. Les ions hypohloite ydent l eau, ils sont don éduits en ions hloue. Les deux demi-équations sont : + + H + e + H H + 4 e H (+ (1

5 ème IC Épeuve de séletion Coigé 19 L équation bilan d ydation de l eau s éit : ( + Cette tansomation est-elle themodynamiquement avoable? E/V 0,88 0,9 H À ph 14 les valeus des potentiels pennent les valeus des potentiels standad donnés. Compte tenu des valeus numéiques, la éation d ydation de l eau pa les ions hypohloite peut ête onsidéée omme themodynamiquement avoable dans des onditions pohes des onditions standad. 1. Expime la déivée tempoelle de la onentation en ions hypohloite, ompte tenu des deux éations taduites pa les deux équations bilans (1 et (. Compte tenu des deux poessus nous avons : d 1 soit d ( + ( En déduie la elation ente, et, puis la valeu numéique du appot et la valeu numéique de haune des deux onstantes. La loi de vitesse expéimentale est : Nous en déduisons : + 1 d ( Les ions hloate sont poduits pa le poessus (1 don nous avons : d ( Nous en déduisons : 1 d + La valeu du appot est don la moitié de l éat à de la valeu absolue du oeiient dieteu de la oube ( Appliation numéique : 0, 1

6 ème IC Épeuve de séletion Coigé 0 Pa ailleus : + 1 don 4 1 et 0,79 10 L mol jou 1 6, L mol 1 jou 1 1. Monte que la vitesse de la éation passe pa un maximum quand le appot est H égal à. Quelle est la valeu oespondante du ph? Il s agit de monte que le poduit y ( H passe pa un maximum pou une valeu de la somme H + onstante. Posons H x n a immédiatement : 1 + x et x H 1 + x x L expession de y devient : y ( 1+ x dy x(1+ x x (1+ x La déivée de y pa appot à x s éit : soit : 6 dx (1+ x dy dx x(1+ x x 4 (1 + x x( x 4 (1 + x La ontion y (x don la vitesse de la éation est maximale pou x (il s agit bien d un maximum a y (x est toujous positive, nulle en x 0 et tend ves 0 quand x. Comme H x h K A ette valeu oespond à ph pk log A