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cinétique chimique
Bonsoir,
J'ai besoin de votre aide pour cet exercice de chimie sur la cinétique.
Pour étudier la cinétique d'une réaction de saponification, on réalise un mélange équimolaire d'ester et d'hydroxyde de sodium dans un solvant.
La concentration de chaque réactif est de 5,0*10^(-2) mol/L à l'instant t=0.
1) Completer l'équation bilan de la réaction suivante :
R-COOR' + HO- →…
2)Le mélange étant maintenu à température constante, on effectue des prises d'essai de 10 cm³ de temps en temps. On dose les HO- restants par l'acide chlorhydrique de concentration 10^(-2) mol/L.
L'évolution du volume V(A) d'acide versé à l'équivalence en fonction du temps est donnée dans le tableau ci-joint.
2-1) Pour chaque prélèvement, déterminer la concentration [R-COOR'] d'ester restant. Expliquer les calculs pour le premier prélèvement puis donner les autres valeurs sous forme de tableau.
2-2) Tracer la courbe [R-COOR']=f(t)
Échelle: 1cm pour 10 min ; 1cm pour 2*10^(-3) mol/L.
2-3) On appelle temps de demi-reaction t½, le temps au bout duquel la moitié de l'ester a été saponifiée.
À l'aide de la courbe, déterminer le temps de demi-reaction.
[Mon début]
1)Equation bilan:
R-COOR' + HO- →R-COO- + R'-OH
2-1)C'est cette question qui me bloque ... j'avais essayé suivant cette logique:
La concentration d'ester restant sera égal à sa concentration de départ dimuniée dimuniée de la concentration d'ester ayant reagi (qui est lui même égale à la concentration du volume d'acide versé à l'équivalence). Mais en empruntant cette piste, je me retrouverai avec des résultats identiques pour toutes les prises! Que faire alors (?)
Bonjour
Tu peux remplir un tableau d'avancement pour le vérifier : puisque les concentrations initiales en ester et en ions hydroxyde sont égales et que les coefficients stœchiométriques de la réaction sont tous égaux à 1, les concentrations en ester et en ions hydroxyde diminuent au cours du temps tout en restant égales à chaque instant.
Le dosage par l'acide chlorhydrique te fournit [HO-] à la date t . Mais à la date t : [HO-]=[ester].
Un tableau d'avancement (?) , je ne m'y connais pas trop : on ne l'a pas encore utilisé...
je réécris les données du tableau qui paraissaient floues:
| t(min) | 4 | 9 | 15 | 24 | 37 | 53 | 83 | 143 |
| VA(cm^(3) | 44,1 | 38,6 | 33,7 | 27,9 | 22,9 | 18,5 | 13,6 | 8,9 |
Tant pis pour le tableau d'avancement. On arrive au résultat important juste en réfléchissant un peu.
D'une part : [HO-]o = [ester]o ;
d'autre part : quand une mole d'ester disparaît, une mole de HO- disparaît aussi. Plus généralement : la quantité de HO- ayant disparue à la date t est égale à la quantité d'ester disparue à la date t.
Conclusion : [ester] = [HO-] =C 
t
Pour trouver C à la date t, on dose les ions hydroxyde par un volume Va d'acide chlorhydrique de concentration Ca. Tu connait la relation : C.V=Ca.Va
Le tableau que tu as reproduit donne Va à différentes dates t. A toi de déterminer les différentes valeurs de C aux dates t...
Ok, donc à chaque instant t, on a :
[R-COOR']=C=(Ca*Va)/V.
Avec Ca=10^(-2) mol/L et V=10 cm³.
Ainsi pour le premier prélèvement
C=(10^(-2)*44,1)/(10)=4,41*10(-2) mol/L
C'est bien cela ! 
Tu peux faire le calcul de C pour toutes les valeurs de t puis répondre aux différentes questions de l'énoncé.
2-1)
t(min) | [R-COOR']*10^(-2) mol/L
4 4,41
9 3,86
15 3,37
24 2,79
37 2,29
53 1,85
83 1,36
143 0,89
2-2) Tracé de la courber [R-COOR']=f(t)
j'ai travaillé avec l'échelle 1cm pour 10 min et 2cm pour 10^(-2) mol/L
2-3) Initialement, [R-COOR']o=5*10^(-2) mol/L.
la concentration correspondant au temps de demi-reaction est [R-COOR']o/2=2,5*10^(-2) mol /L.
je l'ai repéré sur l'axe des ordonnés en respectant l'échelle : le temps qui correspond est environ 32 min.
=> t½=32 min.
La modélisation de la courbe par informatique (méthode hors programme en terminale) conduit à t½ = 31min
Les méthode graphiques ne pouvant pas être aussi précises, tu t'es bien débrouillé !
j'aimerais aussi savoir, si vous le permettez, le logiciel permettant de tracer une courbe à partir des valeurs d'un tableau?
Sur chaque ordinateur est installé un tableur : LibreOffice (gratuit ) ou Excel (payant ). Ces tableurs peuvent tracer des courbes et aussi réaliser des calculs.
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