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Suivi temporel d'une réaction par spectrophotométrie

Posté par
lilibio
28-09-09 à 17:25

Bonjour!
Je suis en terminale S et je dois rendre un TP de chimie pour demain qui doit aussi me servir de révision pour mon contrôle de demain (oui voyez la logique du prof -_- )
Sauf que je suis bloquée à une question qui doit me servir pour la suite.

Voici l'énoncé:
Nous disposons de
- solution de permanganate de potassium 1.0*10-3mol.L-1
- solution d'acide oxalique 1.0*10-2 mol.L-1
- solution d'acide sulfurique 1.0 mol.L-1

Nous mélangeons 10.0mL de solution de permanganate, 5mL d'acide sulfurique et 10.0mL d'acide oxalique.
La solution se décolore petit à petit. Nous obtenons grâce au spéctrophotomètre l'absorbance en fonction de la concentration de MnO4- et du temps.
Voici les valeurs:
0s: [MnO4-] = 4.0*10-1
20s: [MnO4-] = 3.2*10-1 et A= 0.668
40s: [MnO4-] = 3.1*10-1 et A= 0.639
60s: [MnO4-] = 2.8*10-1 et A= 0.580
80s: [MnO4-] = 2.1*10-1 et A= 0.441
100s: [MnO4-] = 5.1*10-2 et A= 0.107
120s: [MnO4-] = 1.4*10-3 et A= 0.003
140s: [MnO4-] = 0 et A= 0
160s,180s,200s,220s,240s,260s,280s,300s: [MnO4-] = 0 et A= 0

On trace ensuite sur REGRESSI le graphe [MnO4-]=f(t)
J'obtiens une courbe partant de 0.4mol.L-1 qui diminue au cours du temps jusqu'à atteindre 0mol a 120s.

Je dois ensuite construire le tableau d'avance de la réaction et montrer que les ions H+ sont en excès:

2 MnO4-+ 5 H2C2O4+ 6 H+ 2 Mn2++ 10 CO2+ 8 H2O

Je calcule donc d'abord les quantités de matière initiales de chaques espèce chimique. Je trouve:

niMnO4-=1.0*10-5
niH2C2O4= 1.0*10-4
niH+= 5.0*10-3

Je trouve bien que H+ est en excès vu que sa quantité de matière initiale est largement supérieure a celle des deux autres espèces.

Je trouve le réactif limitant qui est MnO4- avec xmax= 5.0*10-6
et je détermine l'avance final de la réaction. Je trouve:
nfMnO4-= 0mol
nfH2C2O4= 7.5*10-5mol
nfMn2+= 1.0*10-5
nfCO2= 5.0*10-5

C'est à la question suivante que je bloque. En effet on me demande d'exprimer l'avancement x en fonction de t en fonction de la concentration en ions permanganate à ce même instant.
Dans le principe je sais que plus la réaction avance, plus la concentration en permanganate diminue et plus l'avancement de la réaction augmente jusqu'à se stabiliser. Mais je n'arrive pas à l'exprimer.

Pouvez-vous m'aider s'il vous plait?
Merci par avance! =)

Posté par
coriolan
re : Suivi temporel d'une réaction par spectrophotométrie 28-09-09 à 21:41

bonjour,
les calculs de qtés de matière sont corrects.

tu écris "Nous obtenons grâce au spéctrophotomètre l'absorbance en fonction de la concentration de MnO4- et du temps. "
je pense plutôt qu'il faut écrire

Nous obtenons grâce au spectrophotomètre l'absorbance en fonction du temps.
On calcule les concentrations à partir des  valeurs de l'absorbance .

Comment as tu calculé les concentrations?

Quand on trace C=f(t) et C=f(A) on devrait avoir des "courbes " semblables ,puisque A est proporportionnel à C.Or ce n'est pas le cas .

A moins de faire une modélisation(c'esr à dire trouver une fonction mathématique C=f(t) dont la courbe représentative est proche de la courbe expérimentale),je ne vois pas comment on peut exprimer x en fonction de t.

Par contre on peut écrire qu'à une date t, C(t)=C(to)-2x  x étant l'avancement en mol/L

donc x=[C(to)-C(t)}/2

A partir du graphique ,on peut ,par exemple caculer x pour deux valeur de et montrer que x augmente quand t augmente(il doit y avoir une auto -catalyse de la réaction puisque la vitesse de disparition des réactifs augmente au cours du temps)



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