Chimie - exercitation sur deux antiseptiques - correction, Exercices de Chimie
Renee88
Renee8823 April 2014

Chimie - exercitation sur deux antiseptiques - correction, Exercices de Chimie

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Exercitation de chimie sur deux antiseptiques - correction. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Courbe d’étalonnage du spectrophotomètre, Titre du Lugol, Étude cinétique d’une transformation chimique mettant...
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Exo2.DEUX ANTISEPTIQUES 6,5pts

Amax =

[I2]max

' 0S

A =

  ' 0S2

I

2005/11 EXERCICE II. DEUX ANTISEPTIQUES (6,5 pts)

. Courbe d’étalonnage du spectrophotomètre 1.1. La courbe représentative de A = f([I2]), figure 1, est une droite qui passe par l’origine. L'absorbance

est proportionnelle à la concentration en diiode, on peut écrire : A = k[I2]

(k coefficient de proportionnalité).

1.2. Amax = 2,00

L’abscisse du point d’ordonnée

correspondante nous donne la valeur

de [I2]max

[I2]max = 8,010-3 mol.L-1

2. Titre du Lugol

2.1. La solution est diluée dix fois, il nous faut donc une pipette jaugée de 10,0 mL et une fiole jaugée

de100,0 mL.

2.2.1. On prend l’abscisse du point d’ordonnée 0S '

A = 1,00, soit   ' 0S2

I = 4,010–3 mol.L-1

2.2.2. cL = 10   ' 0S2

I (solution S0 diluée dix fois) cL = 104,010 -3 = 4,010–2 mol.L-1

2.2.3. Si on ne diluait pas la solution commerciale, l’absorbance serait non mesurable car cL >[I2]max .

3. Étude cinétique d’une transformation chimique mettant en jeu l’eau oxygénée et libérant du diiode

3.1. Un oxydant est une espèce chimique capable de capter un ou plusieurs électrons.

3.2. Couple H2O2(aq) / H2O(l) réduction H2O2(aq) + 2 H+(aq) + 2 e– = 2 H2O(l)

mais ici, vu l'équation chimique proposée, on écrira plutôt: H2O2(aq) + 2 H3O+(aq) + 2 e– = 4 H2O(l)

Couple I2(aq) / I–(aq) oxydation 2 I–(aq) = I2(aq) + 2 e–

3.3.Relation stœchiométrique H2O2(aq) + 2 I–(aq) + 2 H3O+(aq) = I2(aq) + 4 H2O(l)

État du

système Avancement Bilan de matière en mol

État initial 0 c2.V2 excès excès 0 solvant

Au cours de la

transformation x c2.V2 – x excès excès x solvant

État final xf c2.V2 – xf excès excès xf solvant

État final si la

transformation

est totale

xmax c2.V2 –xmax = 0 excès excès xmax = c2.V2 solvant

3.4. [I2](t) = 2

tot

( ) I

n t

V , or d'après le tableau d'avancement

2 ( )

I n t = x(t).

[I2](t) = totV

x(t) soit x(t) = [I2](t)Vtot

3.5. v(t) = dt

dx(t)

V

1

tot

= 2 tot tot 2 2

tot tot

d([I ](t).V ) V d([I ](t)) d([I ](t))1

V dt V dt dt  

or A = k.[I2], soit [I2] = k

A

v(t) =

A(t) d

1 dA(t)k .

dt k dt

       .

3.6.1. dt

dA(t) correspond au coefficient directeur de la tangente à la courbe à la date t.

Pour t1 > t0, ce coefficient diminue, voir tracé des tangentes sur la figure, donc v0 > v1

3.6.2. La concentration en réactifs diminue au cours du temps donc la vitesse de réaction diminue

également.

3.7. Transformation totale ou limitée.

3.7.1. On détermine l'échelle verticale de la figure 2: 8,0cm  1,6

soit 1,0 cm représente une absorbance de 0,2

Entre A = 1,4 et A = Af , il y a 0,3 cm, soit 0,30,2 = 0,06 donc Af = 1,46.

soit [I2]f = f A

k =

tot

f

V

x

xf = f tot A

.V k

xf = 31,46 15,0 10

246

  = 8,9010–5 mol

3.7.2.  = f f

max 2 2

x x

x c .V  = f

1 2

x

c .V

10

 = 5

3

8,90 10

0,89 10

10

= 1 = 100 %

La transformation est totale.

Tangente à t0 = 0 min

Tangente à t1 = 5,0 min

Af

t1/2

Af/2 8,0 cm

0,3cm

3.8. Le temps de demi-réaction est la durée nécessaire pour que l'avancement atteigne la moitié de sa

valeur finale. Soit x(t1/2 ) = xf / 2.

On a montré dans la question précédente que l'avancement x est proportionnel à l'absorbance.

Donc pour x = xf alors A= Af, et pour x( t1/2) = xf/2 alors A(t1/2) = Af / 2.

On détermine l'échelle horizontale de la figure: 12,5 cm  25 min

soit 1,0 cm  2 min.

On obtient graphiquement: pour A =Af/2 = 0,73 (soit 0,73/0,2 = 3,65 cm verticalement)

alors t1/2  0,9cm soit t1/2 = 20,9 min. On considère que t1/2 = 2 min. (voir courbe ci-dessus)

Il aurait été utile d'avoir un schéma plus précis…

3.9. Conclusion:

La transformation chimique support d'un titrage direct doit être totale et rapide.

Ici, la transformation est totale, cependant elle est trop lente. On ne peut pas l’utiliser pour un titrage de

l'eau oxygénée.

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