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réactions chimiques
Exercice 1 :
Le glucose est sucre de formule semi-développée :
HO - CH2 - CH(OH) - CH(OH) - CH(OH) - CHO
Les ions iodate IO¯3 oxydent le glucose en ions gluconate, notés R - CO¯2 (aq) en milieu basique. Les couples mis en jeu sont :
R - CO¯2 (aq) / R - CHO (aq) et IO¯3 (aq) / I¯
1. Ecrire les demi-équations d'oxydoréduction en milieu acide.
Réponse :
● R - CO¯2 (aq) + 3H+ (aq) + 2é = R - CHO (aq) + H2O (l)
● IO¯3 (aq) + 6H+ (aq) + 6é = I¯ (aq) + 3 H2O (l)
2. En déduire l'équation de la réaction d'oxydoréduction en milieu basique.
Réponse : l'équation est :
● IO¯3 (aq) + 3R - CHO (aq) = 3R - CO¯2 (aq) + 3H+ (aq) + I¯ (aq) + 2 H2O (l)
Exercice 2:
1. Le diode réagit lentement avec le zinc. Les couples mis en présence sont :
● I2 (aq) / I¯ (aq) et Zn2+ (aq) / Zn (s)
a) Ecrire l'équation de la réaction.
Réponse : l'équation est :
I2 (aq) + Zn (s) = Zn2+ (aq) + 2I¯ (aq)
b) Comment évoluent la coloration de la solution et la masse de zinc au cours du temps?
Réponse :
La coloration de la solution évolue rapidement mais la masse de zinc reste constante au cours du temps.
3. On introduit une lame de zinc dans un volume Vo = 50,0 mL d'une solution de diiode de concentration Co = 0,020 mol/L. Le zinc est en large excès. On étudie l'évolution du système au cours du temps. La température est maintenue à 22°C.
a) Pourquoi fixe-t-on la température ?
Réponse : On fixe la température pour savoir si elle est un facteur cinétique.
b) Au bout de 800s, on relève [I2]800 = 2,0mmol/L. Peut-on affirmer que la réaction n'est pas terminée ?
Réponse :
I2 (aq) + Zn (s) = Zn2+ (aq) + 2I¯ (aq)
I2 (aq) Zn (s) Zn2+ (aq) 2I¯ (aq)
n = Co.Vo = 4.10^¯3 mol excès 0mol 0mol
n - xmax excès xmax 2xmax
I2 (aq) est le réactif limitant. La réaction est terminée au bout de 800s.
Donc, on ne peut pas affirmer que la réaction n'est pas terminée.
c) Calculer, puis comparer les concentrations [I¯]800 et [I¯]f.
Réponse:
On a :
- pour [I¯]f :
nf (I¯) = 2.xmax = 2. 4.10^¯3 = 8.10^¯3 mol
Donc [I¯]f = nf (I¯) / Vo = 8.10^¯3/ 0,050 = 0,16 mol/L
- pour [I¯]800 :
n(I2)800 = [I2]800 .Vo = 0,002.0,050 = 10^¯4 mol
n(I¯)800 = 2.x800 = 2.0,0001 = 2. 10^¯4 mol
Donc [I¯]800 = n(I¯)800 /Vo = 2. 10^¯4 .0,050 = 4. 10^¯3 mol/L
D'où : [I¯]f > [I¯]800
4. On prélève V = 25,0 mL d la solution initiale de diiode que l'on verse dans une fiole jaugée de 50,0 mL. On ajoute de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge. On obtient ainsi une solution diluée de diiode.
a) Calculer la concentration C'o du diiode dans la solution diluée.
Réponse :
On calcule la concentration C'o du diiode dans la solution diluée d'abord par facteur : 50,0mL/25,0mL = 2
Ensuite, C'o = Co/2 = 0,020/2 = 1,0. 10^¯2 mol/L
b) Comme précédemment, on plonge la plaque de zinc dans la solution diluée de diiode maintenue à une température de 22°C. Comparer qualitativement les vitesses d'évolution des systèmes.
Réponse :
On a : C'o = 1,0. 10^¯2 mol/L et Co = 2. 10^¯2 mol/L
La vitesse de Co est plus importante que celle de C'o car d'après le cours, la vitesse d'évolution d'un système chimique est d'autant plus grande que les concentrations en réactifs sont importantes.
C'o < Co
5. On porte la solution initiale de diiode à 60°C et l'on y ajoute une plaque de zinc. Pourrait-on encore affirmer que la réaction n'est pas terminée au bout de 800s ? Justifer.
Réponse :
Non, on ne pourrait pas affirmer que la réaction est terminée au bout de 800s bien que la température est l'une des facteurs cinétiques. Cette température ne joue aucun rôle ici. En effet, seul la concentration est considérée dans ce cas comme un facteur cinétique.
1)
R - CHO (aq) + H2O ---> R - CO2¯ (aq) + 3H+ (aq) + 2e- (1)
IO3¯ (aq) + 6H+ (aq) + 6e- --> I¯ (aq) + 3 H2O (l) (2)
-----------------------------------------------
(1)*3 +(2)==>l'équation de la réaction d'oxydoréduction.
3R - CHO (aq) + IO3¯ (aq) -->3 R - CO2¯ (aq) + I¯ (aq) + 3 H+ (aq)
Exercice 2:
a) correct
b)La coloration de la solution etla masse de zinc évoluent lentement au cours du temps(il s'agit d'une réaction lente).
3)
co.Vo = 0,02mol.L-1.50.10-3 L=10-3 mol
I2 + Zn -> Zn 2+ + 2I¯
10-3 mol excès 0 0
10-3-x excès x 2x etat final
==> la coposition finale en concentration pour le diiode est:
lorsque [I2]=2m.mol=2.10-3 mol
==>
===> l'avancement x=9.10-4 mol
==>
on peut affirmer que la réaction n'est pas terminée.
Je te d'abord remercie pour tes réponses.
Mais comment tu sais, pour le 2ème exercice, que la réaction est LENTE ???
D'accord, pour le reste, je le revois pour corriger mes erreurs.
Merci encore une fois.
2) c'est expérimentalement qu'on constate que l'évolution la coloration de la solution due à la transformation de de I2 en I- est lente.
c) comparons les concentrations [I¯]800 et [I¯]f.
or à t=800s l'avancement est x=9.10-4 mol.
donc [I¯]800=2x/V=18.10-4/0,05=0,036mol/L.
I2 + Zn --------> Zn 2+ + 2I¯
10-3 mol excès 0 0
10-3-xmax excès xmax 2xmax etat final
[I¯]finale =2xmax/V=2.10-3/0,05=0,04mol/L.
[I¯]finale>[I¯]800
=> bien que à t=800s la réaction n'est pas terminée.
4) a) correct .
b)correct ( car cette élévation de la température n'aura pas d'influence elle est faible 2°C)
5) la solution est devenue deux fois moins concentrée que la première et la température n'est qu'un facteur cinétique (elle n'a pas d'influence sur le déplacement ) ==>on affirme bien que la réaction n'est pas terminée. bonne chance.
salut,
Oui j'ai revu mon exercice et j'ai remarqué qu'il y a quand même des erreurs surtout dans 3) b et c (notamment des erreurs de calcul), je vais les corriger moi-même en comparant avec les vôtre. Puis je vais poster ici ma correction si tu veux.
Merci pour ta réponse.
J'ai une question à te poser:
Normalement, la masse des réactifs ne doit pas diminuer, seules la quantité de matière et la concentration peuvent évoluer au cours de la transformation chimique, non? Je crois que c'est vraiment logique.
si selon ta proposition la quantité de matière et la concentration peuvent évoluer au cours de la transformation chimique.et or il sont directement liés à la masse par les relations suivantes:
et
.
donc les masses des réactifs évoluent aussi au cours de la transformation chimique ( et leur évolution ne sera qu'une dininution).
Oui c'est vrai tu as raison je n'y ai pas pensé.
J'ai vu ta correction en comparant avec la mienne, il y a quelque chose qui me gêne, je vais poster ici ma correction plus tard.
Parce que là je suis entrain de faire les maths. Donc, je dois quand même équilibrer mes devoirs 
Merci encore une fois.
A plus!
Je suis un peu énervée aujourd'hui car en revenant dans cet exercice, je ne sais pas comment démontrer qu'une réaction chimique n'est pas fini au bout de 800s, pourtant j'ai fait moi-même cet exercice il n'y a pas longtemps. Maintenant, j'ai oublié comment la démontrer. Je dois revoir ta méthode parce que je me rappelle plus comment j'ai fait.
Si généralement, on veut démontrer qu'une réaction chimique n'est pas terminée à un instant donnée, on fait un tableau d'avancement (ça je le sais) mais jusq'à ou? jusqu'à l'avancement maximale Xmax pour pouvoir remplacer le résultat de ce Xmax par X(t)?
salut:
une réaction qui n'a pas finie est une réaction qui n'est pas totale.
qu'est ce que une réaction tatale?
une réaction est totale lorsqu'elle se termine par la disparition de l'un des réactifs.
or à t=800s .x=9.10-4 mol.
I2 + Zn --------> Zn 2+ + 2I¯
10-3 mol excès 0 0
10-3-x=10-4 excès x=9.10-4 2x=18.10-4 à t=800s
tous les réactifs sont présent => la réaction n'a pas fini.
Bonjour 122155,
J'ai revu ta réponse mais je me demande comment t'as fait pour trouver, à t= 800s, x = 9.10-4 mol???
Si, en générale, on me dit que la réaction est fini ou pas, je sais que je suis obligée de faire un tableau d'avancement (très utile), mais dois-je aussi trouver l'avancement maximale? Si oui, une fois que j'ai trouvé cet avancement, comment trouver x(t) à un instant donné?.
Merci de ton aide.
osté le 06-09-08 à 20:44
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