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SUIVI TEMPOREL D'UNE TRANSFORMATION CHIMIQUE_1_ by hcj

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									  SUIVI TEMPOREL D’UNE TRANSFORMATION CHIMIQUE
On souhaite ici suivre l’évolution au cours du temps d’un système chimique initialement
constitué d’iodure de potassium et d’eau oxygénée en milieu acide. Puisque lors de cette
transformation, il y a formation d’une espèce chimique colorée de diiode, on suivra
l’évolution de l’absorbance du mélange A au cours du temps et on en déduira l’évolution de
l’avancement x en fonction du temps t.

Mélange à réaliser : 20,0 mL d’une solution d’iodure de potassium de
concentration 0,035 mol/L ; 5,0 mL d’eau oxygénée de concentration 0,010 mol/L ;
20 mL d’une solution d’acide sulfurique de concentration 1 mol/L.

Travail à réaliser : A l’issue de la séance, vous devrez disposer
d’un compte-rendu comportant les réponses à l’ensemble des
questions posées ci-dessous.

I. ETUDE DE L’EVOLUTION DE                                  L’ABSORBANCE AU
COURS DU TEMPS : courbe A = f(t)
       Régler la longueur d’onde de la lumière monochromatique utilisée par le colorimètre :
                                      = …………… nm

       A. Réalisation du zéro
       Régler le zéro du colorimètre.

       B. Réalisation du mélange - Acquisition
       Placer les 20 mL de la solution d’iodure de potassium et les 20 mL de la solution
        d’acide sulfurique dans un becher.
       ATTENTION LES OPERATIONS SUIVANTES DOIVENT SE SUCCEDER
                                       RAPIDEMENT.
       Prélever les 5 mL d’eau oxygénée.
       Verser l’eau oxygénée dans le bêcher contenant les deux premières solutions.
       Placer une petite partie de ce mélange dans une cuve et introduire cette cuve dans le
        colorimètre.
       Déclencher le chronomètre.
       Placer le cache du colorimètre sur la cuve.
       Mesurer l’absorbance de la solution au cours du temps (réaliser une mesure toutes les
        20 secondes). Collecter l’ensemble des mesures dans un tableau.
       Rentrer ces mesures dans le tableur excel. Enregistrer ce fichier sous le nom cine.xls.

       C. Traitement sous EXCEL
           Tracer la courbe représentant l’évolution de l’absorbance A au cours du temps (on
            légendera soigneusement les axes et on donnera un titre à la courbe).
           FAITES VALIDER VOTRE COURBE PAR L’ENSEIGNANT
        On dispose maintenant de la courbe qui représente l’évolution de l’absorbance
        au cours du temps. On souhaite maintenant trouver la courbe qui représente
        l’évolution de l’avancement en fonction du temps.

II. EQUATION DE LA REACTION RELATION                                               ENTRE
L’ABSORBANCE A ET L’AVANCEMENT x
       A. Equation de la réaction
Les couples oxydant réducteur mis en jeu sont I2/I- et H2O2/H2O
  Ecrire les demi-équations d’oxydoréduction associées à ces deux couples
   oxydant/réducteur.
       Ecrire l’équation de la réaction qui modélise la transformation entre les ions iodure et
        l’eau oxygénée.
         FAITES VALIDER VOTRE EQUATION PAR L’ENSEIGNANT

       B. Relation entre l’absorbance A et la concentration du diiode
       dans le mélange [I2]
    Rappeler la loi de Beer-Lambert
    Proposer, par écrit, une méthode permettant d’établir une relation entre l’absorbance
     et la concentration en diiode.
    Une fois cette méthode acceptée par l’enseignant, la mettre en
     œuvre en utilisant le tableur Excel.
    Noter la relation obtenue entre A et [I2]
      FAITES VALIDER VOTRE RELATION PAR L’ENSEIGNANT

       C. Relation entre la concentration du diiode dans le mélange [I2]
       et l’avancement x
     Compléter le tableau descriptif suivant (on utilisera uniquement des notations
      littérales) :
Équation de la réaction
    Quantité de matière
   A l’état initial (mol)
    Quantité de matière
     au cours de la
  transformation (mol)
    Quantité de matière
    à l’état final (mol)
   A un instant t donné, quelle est la relation entre la quantité de diiode et l’avancement.
   En déduire une relation entre la concentration de diiode [I2] et l’avancement x. On
      nommera vT le volume total du mélange.
   Ecrire une relation littérale entre A l’absorbance et x l’avancement.
   En déduire la relation numérique entre A l’absorbance et x l’avancement.
        FAITES VALIDER VOTRE RELATION PAR L’ENSEIGNANT

       D. Avancement maximal
       Pour votre mélange, déterminer le réactif limitant et en déduire l’avancement maximal
        de la transformation.
       Pour ce mélange, calculer la valeur maximale que l’absorbance devrait théoriquement
        atteindre à la fin de la transformation. Comparer à la valeur effectivement atteinte. Si
        un écart existe, proposer une explication.

III.REALISATION DE LA COURBE x = f(t)
          Reprendre le fichier cine.xls à l’aide du tableur EXCEL.
          Calculer l’avancement x de la réaction à chacune des dates (utiliser le tableur
           Excel).
         Tracer le graphe représentant l’avancement x en fonction du temps t. Imprimer la
           nouvelle courbe (bien sélectionner le graphe avant de lancer l’impression) et
           enregistrer l’ensemble de ce travail.
          FAITES VALIDER VOTRE COURBE PAR L’ENSEIGNANT
             Calculer le temps de demi-réaction.
         FAITES VALIDER VOTRE RESULTAT PAR L’ENSEIGNANT

								
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