Bonjour à tous, je suis arrivée jusqu'à la 4ème question mais pour la suite je suis bloquée, je n'au aucune idée de ce qu'il faut faire. Mes cours ne me sont d'aucun secours car réellement incompréhensibles et incohérents...Si vous avez le courage de m'aider je vous en serai trrès reconnaissante !! Merci d'avance de prendre le temps de lire...

Matériel :

* solutions KI à 0,5 mol/L , Na2S2O3,5H2O à 0,6 mol/L ,Na2S2O8 à 5 10-2 mol/L, empois d'amidon (ou thiodène)

* verrerie : erlenmayer 200 mL , bécher , burette, éprouvette graduée 50 mL.

I)La réaction étudiée

Les ions iodure I- sont oxydés par les ions peroxodisulfate S2O82- :

S2O82- + 2 I- ------> 2 SO42- + I2 (1)

Avant l'étude quantitative de cette réaction, on mélangera un peu des deux solutions pour vérifier que la couleur marron de l'iode apparaît peu à peu.

En présence d'empois d'amidon, l'iode I2 formé donne immédiatement une coloration bleue ( à vérifier).

L'objectif du TP est de déterminer la quantité de I2 formée en fonction du temps. Pour cela nous allons utiliser une autre réaction qui servira de compteur : nous allons réduire le diiode I2 formé au début de la réaction par l'ion thiosulfate S2O32- :

2 S2O32- + I2 -----> S4O62- + 2 I- (2)



La réaction (1) est lente et la réaction (2) est très rapide. Il n'apparaît une coloration bleue (I2 en présence d'amidon) que si les ions thiosulfate ont disparu.

Le temps nécessaire à l'apparition de la coloration bleue permet de connaître la durée de la formation d'une quantité déterminée de diiode I2 par la réaction (1).

II/Etude de la réaction lente

On prépare 1 bécher A et un erlenmayer B:

bécher A: 30 mL de KI ; c=5.1O-1 mol.L -1 (pipette ou éprouvette graduée)

0,5 mL de Na2S2O3,5H2O ; c=0,6 mol.L-1 (burette)

10 gouttes d'empois d'amidon (ou une pincée de thiodène)

erlenmayer B: 30 mL de Na2S2O8 c=5.10-2 mol.L-1 (pipette ou éprouvette graduée)

Nous versons rapidement le contenu de A dans B et on déclenche le chronomètre.

Nous plaçons tout de suite l'erlenmayer contenant le mélange sous une burette qui contient une solution de thiosulfate (0,6 mol.L-1 ).

Au temps t1, le mélange A+B bleuit : nous notons ce temps t1. Ajoutons à nouveau avec la burette 0,5 mL de thiosulfate. etc...

Signification du temps t1 :Entre l'instant t=0 et l'instant t= t1tout le thiosulfate initialement introduit a été consommé par le diiode I2 formés par la réaction (1)

Le volume initial du milieu réactionnel 60 ml étant grand par rapport au volume de thiosulfate ajouté (5 ml), il est possible de considérer que le volume du système reste constant.

Q1)Faire l'expérience et compléter sur votre copie un tableau de la forme : (Durée de l'expérience : environ 40 mn )

ceci est le tableau :

t (mn)
0
2,1
4,5
7
10
13,8
18
23,6
32
44

V (mL)
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5

n(I2) en mmol
0
0,15
0,3
0,45
0,6
0,75
0,9
1,05
1,2
1,35

[I2] en mmol/L
0
2,5
5
7,5
10
12,5
15
17,5
20
22,5

III//Evolution temporelle de [I2]

Q2)Montrer que la quantité de matière de I2 formée à l'instant t par la réaction (1) est liée au volume V de thiosulfate consommé par la relation :

n(I2) = 0,3 10-3 V ( V en mL )

Q3)En déduire la relation entre [I2] et n(I2) dans la mesure où on peut considérer que le volume du mélange reste pratiquement constant ( 60 mL) .



Q4)Construire la courbe [I2] en fonction du temps t .

IV/Vitesse instantanée de formation du diiode :

a)définition de la vitesse instantanée:



(dérivée de [I2] par rapport au temps)

Pour déterminer pratiquement Vf(I2) à un instant t :

* tracer la tangente à [I2] =f(t) à l'instant t considéré

* Déterminer le coefficient directeur de la tangente : celui-ci est égal à Vf(I2)

b)Calculs :

Q5)Calculer les vitesses instantanées de formation de I2 aux instants t= 5 mn et t=30 mn . Comparer ces deux vitesses . Conclure.

Q6)Au cours de l'expérience, tenant compte de la méthode utilisée, que peut- on dire des concentrations des espèces réagissantes dans la réaction (1) ?

La vitesse de formation de I2 dépend t-elle de ces concentrations ?

V/Vitesse instantanée de disparition des ions iodures

a)définition de la vitesse instantanée:



Q7)Donner une interprétation géométrique de Vd(I-)

b)Vitesse de disparition et vitesse de formation :

Q8)Dans le cas de la réaction (1) étudiée , justifiez la relation :

vd(I-) = 2 Vf(I2)

Q9)Calculer Vd(I-) à t= 5 mn

VI/Vitesse de la réaction chimique (1)

a)Avancement de la réaction :

On considère une réaction dont l'équation-bilan s'écrit :

aA + bB ---> cC + d D

Soient n(A)i la quantité initiale de réactif A et n(A) la quantité de réactif A à l'instant t . On peut adopter une notation analogue pour le réactif B et les produits C et D.

On appelle "x" l'avancement de la réaction . Alors :






Remarque : n(A) = [A] . V où V est le volume de la solution

b)vitesse de la réaction



v est la vitesse de la réaction

Q10)Quelle est l'untité de v lorsque V est exprimé en litres et le temps t en secondes?Que devient cette unité si le temps est exprimé en mn ?

c)Cas de la réaction étudiée :

Q11)Tracer x/V = g(t) pour la réaction (1) étudiée

Q12)Donnez une interprétation géométrique de v . Calculer v à l'instant t=5 mn

Q13)Etablir une relation entre v et Vf(I2) ainsi qu'une relation entre v et Vd(I-)

VII/Temps de demi-réaction :

a)Définition :

Le temps de demi-réaction t1/2 correspond à la durée nécessaire pour que l'avancement de la réaction soit parvenu à la moitié de sa valeur finale.

b)Calcul

Q14)Déterminer t1/2 pour la réaction (1)