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Oxydation de l'acide oxalique

Posté par
nel
30-10-08 à 20:09

Voila un exercice type bac. Je bloque sur une question surment toute simple, mais qui m'empêche de finir le problème.
Voici l'énoncé :
A-Préliminaires.
1.L'acide oxalique est l'une des espèces du couple oxydoréducteur CO2/H2C2O4. Sa solution est incolore. Ecrire la demi équation de ce couple.
2.On considère le couple MnO4- / Mn 2+
a)Quelles sont les couleurs des ions permanganates et manganèse II ?
b)Ecrire la demi équation de ce couple.
3.Etbalir l'équation de la réaction entre l'ion MnO4- et l'acide oxalique H2C2O4.

B-Manipulations.
"A la date t=0, on mélange rapidement, à température constante, un volume V1=20mL d'une solution acqueuse (S1) de permanganate de potassium (concentration molaire volumique c1=5.0mmol.L-1), acidifiée par l'acide sulfurique conecntré, et un volume V2=30mL d'une solution d'acide oxalique (S2) et C2=50mmol.L-1"

Les questions de cette partie revenaient à décrire des protocoles.

C-Etude expérimentale .
On étudie l'évolution de cette réaction au cours du temps. Pour cela, on détermine la concentration [MnO4-] des ions permanganate présents dans le mélange à différentes dates. On procède par spectrophotométrie, la température du mélange maintenue constante.
1. Justifier la possibilité d'un suivi par spectrophotométrie. Compléter le tableau ci-après pour t=0s

T(s)        0   20    40   60   70   80   90   100  120  180
---------------------------------------------------------

[MnO4-]    ?   1.96  1.92  1.68  1.4  1.0  0.59  0.35  0.15 0
(mmol.L-1)  ---------------------------------------------

x(t)
(mmol.L-1  -----------------------------------------------

2. Etablir un tableau d'avancement et compléter la dernière ligne du tableau.
3.Déterminer la composition du système pour t=100s
4.Tracer la courbe x(t) en fonction du temps.
5.En déduire la composition du système pour t=75s

Je ne sais pas détermier [MnO4-] à t=0s !!
Merci de répondre



Posté par
122155
re : Oxydation de l'acide oxalique 30-10-08 à 22:10

[MnO_4^-]_0=\frac{c_1.v_1}{v_1+v_2}

Posté par
nel
re : Oxydation de l'acide oxalique 31-10-08 à 10:36

Merci.
Esque ma formule est juste pour la suite :
x(t)=[MnO4-](o) / V1+V2
???

Posté par
nel
re : Oxydation de l'acide oxalique 31-10-08 à 11:21

Non, ca va pas c'est pas logique .
Sachant que l'avancement doit être en mmol, x(t)= [MnO4-](t) * V .
Mais je vois pas le rapport avec le volume dans cette relation ? Faut-il prendre en compte pour ce volume V1+V2 ?
Pour la suite du problème, j'ai le tableau d'avancement suivant:

   2MnO4- + 6H+ + 5H2C2O4  ---->  2Mn2+ + 10Co2 + 8H2O
--------------------------------------------------------
   n(MnO4-)  "    n(H2C2O4)          0      0       "

----------------------------------------------------------
   n(MnO4-)       n(H2C2O4)
    -2x      "      -5x               2x     10x   "
----------------------------------------------------------

    n(MnO4)   "   n(H2C2O4)
     -2xf           -5xf               2xf    10xf
-----------------------------------------------------------


Je n'arrive pas à la question 3- à partir de ce tableau.

Posté par
nel
re : Oxydation de l'acide oxalique 31-10-08 à 19:37

???

Posté par
nel
Avancement d'une réaction . 01-11-08 à 11:09

On étudie l'évolution une réaction au cours du temps. "A la date t=0, on mélange rapidement, à température constante, un volume V1=20mL d'une solution acqueuse (S1) de permanganate de potassium (concentration molaire volumique c1=5.0mmol.L-1), acidifiée par l'acide sulfurique conecntré, et un volume V2=30mL d'une solution d'acide oxalique (S2) et C2=50mmol.L-1". Pour cela, on détermine la concentration [MnO4-] des ions permanganate présents dans le mélange à différentes dates. On procède par spectrophotométrie, la température du mélange maintenue constante.
1. Justifier la possibilité d'un suivi par spectrophotométrie. Compléter le tableau ci-après pour t=0s
Ma réponse our t=o, [MnO4-]=2.0mmol.L-1


T(s)        0     20    40     60   70    80   90    100   120  180
____________________________________________________________________
[MnO4-]     2.0   1.96  1.92  1.68  1.4  1.0  0.59  0.35  0.15    0
(mmol.L-1)
_____________________________________________________________________
x(t)
(mmol)    
___________________________________________________________________


2. Etablir un tableau d'avancement et compléter la dernière ligne du tableau.

Ma réponse:

Mon tableau d'avancement :

2MnO4- + 6H+ + 5H2C2O4   ---->    2Mn2+ + 10Co2 + 8H2O
____________________________________________________
  
n(MnO4-)   "   n(H2C2O4)             0      0       "

_______________________________________________
   n(MnO4-)       n(H2C2O4)
    -2x      "      -5x               2x     10x   "
________________________________________________

    n(MnO4)   "   n(H2C2O4)
     -2xf           -5xf              2xf    10xf
________________________________________________

Je ne sais pas déterminer x(t) = ?
Est-ce qu'il faut tenir compte du tableau d'avancement et dire que :
nMnO4-=2x et donc x(t)= nMnO4-/2   ?

3-Déterminer la composition du système pour t=100s.
Je suis bloquée .

Merci de votre aide !

*** message déplacé ***

Posté par
122155
re : Oxydation de l'acide oxalique 01-11-08 à 11:38

salut:
no(MnO4-)=c1.v1=20m.mol/L.5.10-3 L=0,10m.mol
no(H2C2O4)=c2.v2=50m.mol/L.30.10-3 L=0,15mol
donc[MnO4-]0=0,1m.mol/0,05L=2m.mol/L
2MnO4- + 6H+ + 5H2C2O4    ---->   2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O

   0,10       "       0,15                    0       0             "

0,10-2x      "     0,15 -5x                 2x     10x       "



on a :
tu dois remplir le tableau:ne pas oublier d'y ajouter la valeur à t=0 qui manquait.
puis utilises:  
n(MnO4)=   [MnO4] .(V1+V2) =[MnO4].50.10-3L


T(s)  0   20    40   60   70   80   90   100  120  180


[MnO4-] 2 1,96  1,92  1,68  1,4  1,0 0,59  0,35  0,150
(mmol.L-1)

x(t)
(mmol.L-1  --------------------------------------------

et ensuite pour répondre à3)
ds ton tableau tu auras le n(MnO4-)à t=100s  soit
0,0295 m.mol  à controler
0,10-2x =  0,0295  =>x=
puis tu remplace ds le tableau et tu aura la composition du mélage à cet instant.

Posté par
nel
re : Oxydation de l'acide oxalique 01-11-08 à 12:13

Ok merci beaucoup, j'y vois déja plus clair .
Par contre je trouve n(H2C2O4)=1.5 mmol.L-1   ?
Si je me sert de :
n(MnO4)=   [MnO4] .(V1+V2) =[MnO4].50.10-3L
Grace au tableau, je sais que n(MnO4-)=2x donc [MnO4] .(V1+V2)=2x,
d'ou x= [MnO4] .(V1+V2) / 2 .
Je me trompe peut-être ?

Posté par
122155
re : Oxydation de l'acide oxalique 01-11-08 à 18:26

non grace au tableau
n(MnO4-) 2x
n(MnO4-)=0,10-2x

no(MnO4-)=c1.v1=20m.mol/L.5.10-3 L=0,10m.mol
no(H2C2O4)=c2.v2=50m.mol/L.30.10-3 L=1,5m.mol  correct

2MnO4- + 6H+ + 5H2C2O4    ---->   2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O
0,10            "      1,5                               0      0             "

0,10-2x      "        1,5 -5x                  2x     10x       "  

ds ton tableau tu auras à t=100s :
n(MnO4-)=[MnO4-].(v1+v2)=0,59m.mol/L.50.10-3L=0,295m.mol      

0,1-2x=0,0295     x=..
puis tu remplace ds le tableau et tu aura la composition du mélage à cet instant

Posté par
nel
re : Oxydation de l'acide oxalique 02-11-08 à 12:05

Ok merci beaucoup !
Et par la suite, en ayant trouvé la valeur de x= .., est-ce que je peux m'en servir pour déterminer les quantités des produits, c'est à dire remplacer x= .. dans 2x et 10x ? Merci d'avance

Posté par
nel
re : Oxydation de l'acide oxalique 03-11-08 à 16:01

J'ai encore un soucy concrenant le résolution de cet exo ..
Je ne comprends pas pourquoi x(t)=[MnO4-]*(V1+V2) et non
x(t)=( C1 + (V1+V2)) /2 .
Car dans le tableau d'avancement, on a bien n(MnO4-) -2x .
?
Merci de votre aide ...

Posté par
122155
re : Oxydation de l'acide oxalique 03-11-08 à 23:46

salut:
non je n'ai pas dis :x(t)=[MnO4-]*(V1+V2)

n(MnO4-)=[MnO4-].(v1+v2)=0,59m.mol/L.50.10-3L=0,0295m.mol0,03m.mol      
or d'après le tableau:0,1-2x=n(MnO4-)
0,1-2x=0,03     x=0,035mol

oui en ayant trouvé la valeur de x= .., tu peux  t'en servir pour déterminer les quantités des produits, c'est à dire remplacer x= .. dans 2x et 10x  .

Posté par
nel
re : Oxydation de l'acide oxalique 04-11-08 à 10:52

Ok . Merci .
Mais pour trouver la valeur de x(t) dans mon tableau, je me sers bien de x(t)= [MnO4-] (t) * (V1+V2) non ?
Aie, je suis perdue ..

Posté par
122155
re : Oxydation de l'acide oxalique 04-11-08 à 12:36

revenons au tableau:
2MnO4- + 6H+ + 5H2C2O4    ---->   2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O
0,10            "      1,5                               0      0             "

0,10-2x      "        1,5 -5x                  2x     10x       "  

or :[MnO_4^-]=\frac{n(MnO_4^-)}{V_1+V_2}=\frac{0,10-2x}{V-1+V_2}
d'ou:
0,10-2x=[MnO4-].V1+V2)
=> x=\frac{0,10-[MnO_4^-].(V_1+V_2)}{2}

ensuite remplis ton tableau:

T(s)  0   20    40   60   70   80   90   100  120  180


[MnO4-] 2 1,96  1,92  1,68  1,4  1,0 0,59  0,35  0,150
(mmol.L-1)

x(t)
(mmol.L-1  --------------------------------------------

Posté par
gwen57
re oxydation de l'acide oxaliue 22-10-10 à 19:15

j'ai le même exexcise a faire et j'ai tout réussi mais je bloque sur la question "justifier la possibilité d'un suivi par spectrophotométrie?"
Pouriez-vous m'aider?

Posté par
122155
re : Oxydation de l'acide oxalique 22-10-10 à 21:27

la spectophotometrie est utilisée lorsque l'une des éspèces mit en jeu est colorée ce qui est le cas du Mno4- (violet)qui se transforme en ions permanganate Mn2+ incolore dans les solutions aqueuses. .



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