Correction TP - Suivi d'une cinétique chimique par spectrophotométrie
II ) Réflexions préalables :
Demi-équations : I2 (aq) + 2 e- = 2 I-(aq) et H2O2(aq) + 2 e- + 2 H+(aq) ® 2 H2O(l)
Equation: H2O2(aq) + 2 I-(aq) + 2 H+(aq) ® I2(aq) + 2H2O(l)
III ) Etalonnage du spectrophotomètre :
1) Manipulation
La longueur d'onde choisie de 470 nm ne correspond pas au maximum d'absorption (qui est de 350 nm pour I2 ) comme c'est souvent le cas pour ce genre de manipulation.
Ici , on a volontairement choisi une longueur d'onde où l'absorbance est plus
faible pour éviter de saturer le colorimètre. On aurait pu aussi diminuer
la concentration des réactifs pour diminuer celle de I2 mais cela
rend la réaction trop lente pour le faire en T.P.
Calcul de la concentration [I2] : On dilue la solution mère : navant = naprès
[I2] . VT
= c0 . V0 ; [I2] = c0 . V0 / VT = 1,0.10-3
x 2,0.10-3 / 10.10-3 = 2,0.10-4 mol.L-1
|
Solution n° |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
V0 (mL) |
0,0 |
2,0 |
4,0 |
6,0 |
8,0 |
10,0 |
|
[I2] (10-3mol.L-1) |
0,0 |
0,20 |
0,40 |
0,60 |
0,80 |
1,0 |
|
A |
0,0 |
0,062 |
0,10 |
0,14 |
0,17 |
0,20 |
2) Exploitation :
On trace le graphe A = f([I2])
On constate que les points sont presque alignés, on trace donc une droite passant par l'origine pour modéliser.
L'absorbance et la concentration sont donc proportionnels.
L'équation est : A = k . [I2]. La constante k est déterminée grâce au graphe. k = 215 L.mol-1
III ) Suivi de la réaction entre les ions iodure et l’eau oxygénée en milieu acide :
1) Manipulation :
|
t (min) |
0,0 |
0,50 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
4,5 |
5,0 |
5,5 |
|
A |
0,0 |
0,24 |
0,50 |
0,70 |
0,88 |
1,05 |
1,19 |
1,33 |
1,44 |
1,54 |
1,63 |
1,71 |
|
t(min) |
6,0 |
6,5 |
7 |
7,5 |
8,0 |
8,5 |
9,0 |
9,5 |
10 |
10,5 |
11 |
|
A |
1,78 |
1,84 |
1,88 |
1,92 |
1,95 |
1,97 |
1,98 |
1,99 |
2,00 |
2,00 |
2,00 |
2) Exploitation :
[I2]
= A / 215 ; n(I2)formé = [I2] . V ; V
= 2,0 mL
D'après l'équation H2O2(aq) + 2 I-(aq) + 2 H+(aq) ® I2(aq) + 2H2O(l) , n(I2) = x
x = A x 2,0.10-3
/ 215 = 9,3.10-6 A
Calculs de coefficient directeur :
k0 = 20.10-6 / (4,4 x 60 ) = 7,58.10-8 ; k6 = (20 – 10).10-6 / ((9,2 x 60 ) = 1,81.10-8 ;
v0 = (1/V).k0 = (1/2,0.10-3) x 7,58.10-8 = 3,8.10-5 mol.L-1.s-1
v6 = (1/V).k6 = (1/2,0.10-3) x 1,81.10-8 = 9,1.10-6 mol.L-1.s-1
La vitesse volumique diminue au cours du temps.
Au cours du temps, les concentrations des réactifs diminuent et c'est un facteur cinétique, cela provoque une diminution de la vitesse de réaction.
Le temps de demi-réaction correspond à x = xmax / 2. On le détermine grâce au graphe.
t1/2 = 2,4 min
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