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Marc fait un exercice de chimie (et moi aussi)
Bonjour,
une aide serait la bienvenue pour faire cet exercice de chimie que j'aimerais comprendre du titre aux données 
Le voilà :
Marc a fabriqué une bouteille contenant un liquide incolore, qui devient bleu lorsqu'on l'agite, puis qui se redécolore lentement. Puis qui redevient bleu lorsqu'on l'agite. Puis qui se redécolore lentement etc. Il a, pour ce faire, dissous du glucose dans de l'eau et ajouté du bleu de méthylène.
1)Le glucose est une molécule organique portant un groupement fonctionnel carbonyle, lui donnant des propriétés d'un aldéhyde. Sa formule semi-développée est HOCH2(CHOH)4CHO, que l'on notera RCHO, R désignant une portion de la molécule qui ne sera pas modifiée par la suite. Il forme un couple avec l'acide gluconique, de formule RCOOH.
Déterminer s'il s'agit d'un couple acido-basique ou d'un couple d'oxydoéduction. Ecrire le couple et sa demi-équation.
2)Le bleu de méthylène est un solide ionique dont un autre nom est le chlorure de méthylthioninium (et dont le nom officiel est chlorure de bis-(diméthylamino)-3,7 phénazathinium). L'ion méthylthioninium est un catio, noté BM+, de formule semi-développée (CH3)2NC6H3SNC6H3(CH3)2N+5 (aq) qui est de couleur bleue en solution aqueuse. Le solide a donc pour formule statistique BMCl(s). L'ion méthylthioninium est associé à une autre forme, de formule (CH3)2NC6H3SNHC6H3(CH3)2N(aq), incolore en solution aqueuse, que l'on notera simplement BMH(aq).
Les deux espèces BMH et BM+ forment un couple. Répondre aux même questions que précédemment (Déterminer s'il s'agit d'un couple acido-basique ou d'un couple d'oxydoéduction. Ecrire le couple et sa demi-équation.)
3)Ecrire l'équation de réaction lente qui se produit et décolore la solution.
4)Le retour à la couleur lors de l'agitation s'interprète en faisant intervenir le dioxygène de l'air qui se dissout dans l'eau. Le dioxygène forme un couple avec l'eau.
Identifier la nature du couple, écrire le couple et sa demi-équation.
5)Ecire l'équation de la réaction rapide qui recolore la solution.
6)Marc a dissous dans son flacon m1 = 2,00g de glucose et m2=0,025g de bleu de méthylène solide, plus tout ce qu'il faut en excès pour que les réactions se produisent. Le volume total du flacon est V0=500mL et la solution n'occupe que V=100mL. Le volume molaire des gaz dans les conditions de l'expérience est Vm=24,0 L.mol-1. Le flacon est bouché et n'est jamais réouvert entre les agitations. On considérera que l'air est composé à 21% de dioxygène en volume.
Déterminer combien de fois Marc pourra s'amuser à secouer sa bouteille pour la faire redevenir bleue.
On donne les masses molaires suivantes en g.mol-1:
M(H)=1,00
M(C)=12,0
M(N)=14,0
M(O)=16,0
M(S)=32,1
M(Cl)=35,5
_______________________________
1)Comment le savoir? On s'interresse à RCHO et RCOOH.
...
Merci de m'expliquer
1) Je pense par instinct que c'est un couple d'oxydorédution donc mais j'ai du mal à équilibrer :
H20+RCHO = RCOOH pour le nombre de R, et O c'est bon mais avec H je tourne en rond..
Si c'est un couple acidobasique ça me parait impossible..
J'ai trouvé !
1)C'est un couple d'oxydoréduction car :
RCHO(aq) + H2O(l)= RCOOH(aq)+2H++2e-
Avec RCOOH l'oxydant et RCHO le réducteur
RCOOH/RCHO
Bonjour
1) Oui c'est ca tu as trouvé toute seule !! c'est bien...Ecris-la dans le sens : Oxydant + électrons = Réducteur (c'est toujours dans ce sens là qu'on l'écris)
2) ensuite?
Bonjour lulu3324
1)RCOOH(aq)+2H++2e-= RCHO(aq)
2)BM+(aq)+H++2e- = BMH(aq)
3)3H++RCOOH(aq)
BMH(aq)+ H2O(l) + RCHO(aq)
Est ce cela pour la 3)?
3) On a
RCOOH/RCHO
BM+/BMH
équation de réaction lente qui se produit et décolore la solution :
BMH(aq)+2H+ + RCOOH(aq) H2O(l)+ RCHO (aq)+ BM+ + H+
Là ce doit être correct .
En effet, soit :
RCOOH(aq)+H++BMH(aq)H2O(l)+RCHO(aq)+BM+
4)J'ai du mal à identifier la nature du couple et la demi-équation 
C'est donc
O2 + 4H+ + 4e- = 2 H2O pour la 4)?
5)Je ne sais pas quoi réagis avec quoi Peux tu me l'indiquer?
Ben on te demande "l'équation de la réaction rapide qui recolore la solution" donc je suppose que c'est ces couples là (je peux me tromper...)
5) Voici ma réponse :
2BMH + O2+2H+2H2O + 2BM+
Qu'en dis tu?
Si c'est bon je vais essayer de passer à la 6)...
Bonsoir Marc
Parfait alors je passe à la 6), enfin j'essaie car je ne comprends pas ce que signifie "plus tout ce qu'il faut en excès pour que les réactions se produisent", et toi?
Pour que la 1ère réaction se produise, il faut RCHO (glucose), BM+ (bleu de méthylène), H2O. Donc, a priori, il faut avoir H2O en excès...
Je pense que le scénario est le suivant (il faut faire les calculs pour confirmer)
RCHO, H2O, BM+ produisent RCOOH, BMH et H+ dans la 1ère réaction (incolore).
Quand on agite la bouteille, H+, O2, BMH donnent BM+ (bleu) et H2O.
Je pense que BM+ est le réactif limitant dans la 1ère réaction donc il reste du RCHO (glucose).
Lorsque la 2ème réaction produit BM+, la 1ère réaction reprend et consomme du RCHO.
La 2ème consomme de l'oxygène.
Je ne sais pas qui s'épuise en premier entre RCHO et O2. D'après le texte, j'aurais tendance à dire que c'est O2 mais il faut calculer les quantités de matière, et en premier lieu les masses molaires (ce qui va être un peu long, je crois)...
D'après mes calculs, 141 fois et ça reste bleu parce qu'il n'y a plus assez de glucose et il reste des BM+ .
Où en es-tu ?
C'est bizarre que tu trouves qu'elle reste bleue moi j'ai compris de l'énoncé qu'on doit trouver le nombre de fois qu'il peut la secouer jusqu'à ce qu'elle reste incolore.. je me trompe peut être, qu'en penses tu ?
J'ai essayé de faire un tableau d'avancement mais je n'arrive à rien, peux tu me monter les calculs que tu as fait ainsi que le raisonnement?
Merci beaucoup Marc35
Ha non en fait, à chaque fois qu'on secoue il y a consommation et de glucose et de dioxygène. Au bout d'un moment si c'est le glucose vient à manquer en premier, la bouteille restera bleue après la dernière opération de secouage, et si c'est le dioxygène alors elle restera incolore.
On part de glucose RCHO et de bleu de méthylène BMCl avec de l'eau.
On a la 1ère réaction :
RCHO(aq) + H2O(l) + BM+(aq) RCOOH(aq) + BMH(aq) + H+
qui est sans doute mieux écrite comme ceci :
RCHO(aq) + 2 H2O(l) + BM+(aq) RCOOH(aq) + BMH(aq) + H3O+
mais ça ne change pas grand-chose...
(les ions Cl- sont spectateurs)
La deuxième réaction :
2 H+ + O2 + 2 BMH 2 H2O + 2 BM+
qui est sans doute mieux écrite comme ceci :
2 H3O+ + O2 + 2 BMH 4 H2O + 2 BM+
mais ça ne change pas grand-chose...
Dis-moi si tu es d'accord avec ces réactions.
Vérifie les formules suivantes et calcule les masses molaires :
glucose RCHO ==> C6H12O6
bleu de méthylène BMCl ==> C16H18N3SCl
Calcule les quantités de matière de glucose (2,00 g), de bleu de méthylène (0,025 g) et de O2.
Je me suis "planté" sur la quantité de matière de O2 donc ma réponse est fausse 
Comme je l'avais prévu précédemment, c'est l'oxygène qui s'épuise en premier et la bouteille reste donc incolore au bout de 90 fois...
S'il n'y a pas de réponse sur ton topic "étude mécanique", je répondrai...
S'il n'y a pas de réponse sur ton topic "étude mécanique", je répondrai...
Merci beaucoup mais finalement on m'a répondu..
Peux tu me montrer ton raisonnement pour trouver le nombre de fois demandé? Si c'est pas trop long à écrire.
Merci encoreJe ne suis pas un hyper-spécialiste en chimie et j'ai vu quelque chose sur un autre topic qui me gêne un peu ==> " sachant que le glucose ne réagit pas avec l'eau "...
Or, dans la 1ère réaction, l'oxydation de RCHO (glucose) est due à H2O, ce qui me paraît contradictoire...
Je sais que, pour fabriquer de l'acide gluconique à partir du glucose, il faut oxyder RCHO (glucose) pour fabriquer de l'acide gluconique (RCOOH) mais l'histoire ne dit pas comment est réalisée l'oxydation...
Quant au raisonnement, je vais le mettre.
Masses molaires :
glucose RCHO ==> C6H12O6 M = 180 g
bleu de méthylène BMCl ==> C16H18N3SCl M = 319,6 g
Donc 2,00 g de glucose ==> 2,00 / 180 = 0,011 mol
0,025g de bleu de méthylène ==> 0,025 / 319,6 = 78,2.10-6 mol
RCHO(aq) + H2O(l) + BM+(aq) = RCOOH(aq) + BMH(aq) + H+
| RCHO | BM+ | RCOOH | BMH | |
| initial | 11.10-3 | 78,2.10-6 | 0 | 0 |
| intermédiaire | 11.10-3- x | 78,2.10-6 - x | x | x |
| final | 11.10-3- 78,2.10-6 | 0 | 78,2.10-6 | 78,2.10-6 |
La 2ème réaction va transformer BMH en BM+ par oxydation avec l'oxygène de l'air O2 que l'on dissout dans le mélange en agitant la bouteille. Le BM+ réapparaissant, le mélange devient bleu et la 1ère réaction peut se produire à nouveau.
La 1ère réaction pourra se produire tant qu'il y aura du glucose et la 2ème réaction, tant qu'il y aura de l'oxygène.
Quantité d'oxygène : 0,21 x 0,4 = 84.10-3 L
==> 84.10-3 / 24 = 3,5.10-3 mol
| O2 | 2 BMH | 2 H2O | 2 BM+ | |
| initial | 3,5.10-3 | 78,2.10-6 | 0 | 0 |
| intermédiaire | 3,5.10-3 - x | 78,2.10-6 - 2 x | 2 x | 2 x |
| final | 3,5.10-3 - 39,1.10-6 | 0 | 78,2.10-6 | 78,2.10-6 |
Lorsqu'on agite la bouteille, on dissout de l'oxygène dans le mélange ce qui enclenche la 2ème réaction.
Dans la 2ème réaction, c'est BMH qui est le réactif limitant. Il reste de l'oxygène. Le mélange devient bleu parce qu'il y a production de BM+.
Il reste du glucose et on a produit des BM+. Donc la 1ère réaction peut à nouveau se produire jusqu'à épuisement de BM+.
Donc les deux réactions s'enchaînent lorsqu'on agite la bouteille... tant qu'il y a du glucose et de l'oxygène. Cela s'arrête lorsque le glucose ou l'oxygène sont épuisés (au premier qui est épuisé).
Dans la 1ère réaction, on consomme à chaque fois 78,2.10-6 mol de glucose. Comme on a 11.10-3 mol au début, on pourra faire cette réaction 11.10-3 / 78,2.10-6 = 140,7 fois.
Dans la 2ème réaction, on consomme à chaque fois 39,1.10-6 mol de O2. Comme on a 3,5.10-3 mol au début, on pourra faire cette réaction 3,5.10-3 / 39,1.10-6 = 89,5 fois.
La 90ème fois, seulement une partie de BMH est transformée en BM+ parce il y a épuisement de O2. Le BM+ ainsi formé est transformé en BMH par la 1ère réaction parce qu'il reste du glucose.
C'est donc l'oxygène qui est épuisé en premier.
Après, le mélange reste incolore parce qu'il n'y a plus de O2.
Marc pourra donc agiter sa bouteille 90 fois.
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