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DM Chimie : absorbance et avancement

Posté par
Kyraus
24-10-16 à 14:31

Bonjour, voici mon énoncé :

On veut suivre par spectrophotométrie, la réaction, en milieu acide entre les ions permanganate MnO4- et les molécules d'acides oxaliques H2C2O4 dont l'équation est :
2 MnO4-(aq) + 5 C2H2O4(aq) + 6 H+(aq) = 2 Mn2+(aq) + 10 CO2(aq) + 8 H2O(liq.)
Pour cela, on règle spectrophotomètre à la longueur d'onde λ = 540 nm correspondant au maximum d'absorption des ions permanganate, violets en solution aqueuse .
On rappelle que l'absorbance d'une solution est un nombre A sans dimension qui, d'après la loi de Beer-Lambert, est proportionnel à la concentration de l'espèce chimique absorbante, ici les ions permanganate ;
ce qui peut s'exprimer par la relation : A = k×[MnO4-](t)
On place dans la cuve du spectrophotomètre :
 1,0 mL de solution acidifiée de permanganate de
potassium de concentration 2,0.10-3 mol.L-1
 et à l'instant t = 0 (déclenchement du
chronomètre), on ajoute : 1,0 mL d'acide oxalique de
concentration 6,0.10-3 mol.L-1.
L'appareil trace alors A540 = f(t) (voir courbe ci-contre) représentant l'évolution temporelle de l'absorbance lors de la transformation chimique du système.
1. A partir du tableau d'avancement de la réaction,
a. déterminer l'avancement maximal de la réaction et le réactif limitant
b. Exprimer l'avancement x(t) de la réaction en fonction de la quantité restante d'ions n(MnO4-)(t)
2. Justifier l'allure décroissante de la courbe et le fait qu'elle tende vers l'asymptote A = 0.
3. Définir le temps de demi-réaction et déterminer graphiquement sa valeur
4. Quelle est la particularité de cette courbe d'évolution temporelle du point de vue de la vitesse de réaction ?
5. A partir de la courbe A540 = f(t), comment pourrait-on obtenir celle de l'évolution temporelle de l'avancement x = f(t) ? Donner l'allure de la courbe x = f(t), en respectant certaines valeurs numériques que vous préciserez.

Je bloque sur la dernière question, en fait je pense avoir trouver une réponse correcte mais pas cohérente.

Je dis que : A540 = k * [MnO4-] (t)
Or, [MnO4-] (t) = (n(MnO4-)(t))/(Vtotal) = (n(MnO4-) - 2x)/(Vtotal) d'après le tableau d'avancement

On a calculé auparavant n(MnO4-) = 2,0.10^(-6) mol

donc [MnO4-] (t) = (2,0.10^(-6) - 2x)/(0.0020)

et on a donc A540 = k * (2,0.10^(-6) - 2x)/(0.0020)

Comme K est une constante, on peut expérimentalement le déterminer . k= A540 / [MnO4-] (t) = 1,84 / 2,0.10^(-3) = 920 L.mol^-1
1.84 correspond à l'absorbance à t=0 et 2,0.10^(-3) est la concentration molaire de la solution acidifiée de permanganate de
potassium.

On obtient alors la relation (après calcul) : x = ( A540 * 0,0020 - 0.00184) / (-1840)

Le problème c'est que pour A = 1.84, on obtient pas x = 0... Cependant, si on prends comme Vtotal = 0.0010 et non 0.0020, on obtient bien x=0 pour A=1.84, et a mesure que A se rapproche de 0, x se rapproche de xmax..

C'est un peu long j'espère que vous aurez le courage de tout lire, merci d'avance !



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