Niveau iut

Cinétique de la stimutation de l'eau oxygénée

Posté par
ninou 10-07-15 à 15:30

Bonjour,

J'ai un exercice de cinétique et je n'arrive pas à le résoudre.. pouvez vous m'aidez s'il vous plaît ?

L'exercice est :

En solution aqueuse, en présence de catalyseur, le peroxyde d'hydrogène H2O2 (aq)----> H2O (l) + 1/2 O2 (g)
La vitesse de cette réaction de décomposition est du premier ordre.

1. Exprimer la vitesse volumique v de réaction en fonction de k le coefficient de vitesse et la concnetration de l'eau oxygénée.

2. Exprimer v en fonction de d[H2O2]/dt

3. On introduit à t=0, dans un récipient maintenu à la température constante de 25°C, une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène de concentration [H2O2]0=1,000 mol.L-1
On a mesuré la concentration du peroxyde d'hydrogène en fonction du temps (cf tableau ci-contre)

t(min)       [H2O2] mol/L        ln[H2O2]

0                1,00              0,00
20               0,86             -0,15
40               0,73             -0,31
60               0,63             -0,46
80               0,54             -0,62
100              0,46             -0,77
120              0,40             -0,92
140              0,34             -1,08
160              0,29             -1,23
180              0,25             -1,39
200              0,21             -1,54

a. Montrer que la loi de vitesse conduit à la relation suivante ln[H2O2] = -kt + ln[H2O2]0 avec [H2O2]0 la concentration initiale en peroxyde d'hydrogène; [H2O2] la concentration en peroxyde d'hydrogène à chaque instant; k le coefficient de vitesse; t le temps.

b. Déterminer la valeur de la constante de vitesse k de la réaction.

c. Définir le temps de demi-réaction t1/2.

d. Quelle est la valeur du temps de demi-réaction ?

e. Calculer la vitesse de la réaction de décomposition à mi-réaction.

Edit Coll : niveau modifié selon le profil que tu as déclaré

Posté par re : Cinétique de la stimutation de l'eau oxygénée 10-07-15 à 15:42

Tu devrais d'abord chercher par toi-même et proposer des réponses. Il sera alors bien plus facile de cerner ce que tu ne comprends pas bien et de t'aider efficacement.
Bon courage !

Posté par re : Cinétique de la stimutation de l'eau oxygénée 12-07-15 à 10:49

Voici un lien vers un résumé de cours susceptible de t'aider même si cela ne remplace pas un cours bien structuré sur le sujet mais bon... Ton exercice est tout de même une application directe du cours.

Posté par re : Cinétique de la stimutation de l'eau oxygénée 12-07-15 à 12:11

Bonjour

En suivant le lien que vanoise t'as donné, on peut très facilement répondre aux premières questions :

1. Le seul réactif étant l'eau oxygénée, on a donc :

$v = k * [H_2O_2]^p$

Or on sait que la somme des ordres partiels (ici uniquement p) est égal à l'ordre global de la réaction. On nous dit dans l'énoncé que la vitesse de la réaction de décomposition est du premier ordre on a donc tout de suite que p vaut 1 et donc :

$v = k * [H_2O_2]$

2. On a directement ici que :

$v = (-1) * \frac{d[H_2O_2]}{dt}$

3. a) Ici il faut simplement utiliser les deux expressions de $v$ que l'on a établi dans les questions 1) et 2) :

$v = (-1) * \frac{d[H_2O_2]}{dt} = k * [H_2O_2] \iff \frac{d[H_2O_2]}{[H_2O_2]} = (-1) * k * dt$

Puis en intégrant on trouve directement que :

$ln([H_2O_2]) = (-1) * kt + C$

Où $C$ est une constante que l'on trouve avec les conditions initiales. En effet, à $t = 0$ on a : $[H_2O_2] = [H_2O_2]_0$ et on a donc : $ln([H_2O_2]) (t = 0) = C \iff C = ln([H_2O_2]_0)$

On tombe donc sur la formule donnée dans l'énoncé de l'exercice :

$ln([H_2O_2]) = (-1) * kt + ln([H_2O_2]_0)$

3. b) Il faut que tu traces l'évolution du logarithme népérien de la concentration en eau oxygénée ( $ln([H_2O_2])$ ) en fonction du temps. Le coefficient directeur de la droite correspond à $(-1) * k$ . Attention à bien exprimer $k$ dans la bonne unité !

3. c) On sait que à $t_{1/2}$ on a la relation suivante :

$([H_2O_2]) (t = t_{1/2}) = 0,5 * ([H_2O_2]_0)$

On a donc :

$ln([H_2O_2]) (t = t_{1/2}) = (-1) * kt_(1/2} + ln([H_2O_2]_0) \iff ln(0,5 * ([H_2O_2]_0)) = (-1) * k * t_{1/2} + ln([H_2O_2]_0) \iff ln(1/2) = (-1) * k * t_{1/2} \iff ln(2) = k * t_{1/2} \iff t_{1/2} = \frac{ln(2)}{k}$

3. d) Tu connais la valeur de $k$ et l'expression de $t_{1/2}$ , il ne te reste plus qu'à faire l'application numérique.

3. e) Pareil. Tu connais l'expression de $v$ , la valeur de $t_{1/2}$ et la valeur de $ln([H_2O_2]_0)$ , il ne te reste plus qu'à faire l'application numérique.

Florian

Posté par Cinétique de la dismutation de l'eau oxygénée 13-07-15 à 14:08

Bonjour

D'accord merci beaucoup, je vais quand même voir l'application que vous m'indiquiez afin de mieux comprendre.Car avec mon cours j'avais du mal à appliqué car je trouve ça assez abstrait ..

Posté par re : Cinétique de la stimutation de l'eau oxygénée 13-07-15 à 15:37

De rien

Et n'hésite pas à revenir sur l'île si tu as d'autres questions concernant cet exercice ou autre chose.

Florian

Posté par Cinétique de la dismutation de l'eau oxygénée 13-07-15 à 18:51

D'accord, c'est gentil merci

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