Exercices sur le luminol au service de la police scientifique - correction, Exercices de Chimie Organique
Renee88
Renee8823 April 2014

Exercices sur le luminol au service de la police scientifique - correction, Exercices de Chimie Organique

PDF (175.6 KB)
3 pages
438Numéro de visites
Description
Exercices de sciences chimiques sur le luminol au service de la police scientifique - correction. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: La lumière émise est une lumière bleue, La réaction produite est une réac...
20points
Points de téléchargement necessaire pour télécharger
ce document
Télécharger le document
Exercice 1 Le luminol au service de la police scientifique (6,5 points)

EXERCICE 1 : LE LUMINOL AU SERVICE DE LA POLICE SCIENTIFIQUE (6,5 points) Bac S 2011 Antilles Guyane

1. La lumière émise est une lumière bleue. 1.1. Quelques définitions 1.1.1. Une onde lumineuse est une onde électromagnétique. 1.1.2. Une onde mécanique nécessite un milieu matériel pour se propager ce qui n’est pas le cas d’une onde électromagnétique (qui peut se propager dans le vide). 1.2. La longueur d’onde de l’onde émise est voisine de 400 nm.

1.2.1. E = h. = h.c

E = 34 8

9

6,63 10 3,0 10

400 10

  

 = 5,0×1019 J

1.2.2. rouge > bleu tandis que leur célérité est identique.

E = h.c

 donc l’énergie correspondante au rouge est plus faible que celle qui correspond au bleu.

2. La réaction produite est une réaction d’oxydoréduction. 2.1. Un oxydant est une espèce chimique capable de capter un ou plusieurs électrons. 2.2.1. Couple :MnO4-(aq)/ Mn2+(aq) MnO4–(aq) + 8 H+(aq) + 5 e– = Mn2+(aq) + 4 H2O(l) (×2) Couple : O2(aq)/H2O2(aq) H2O2(aq) = O2(aq) + 2 H+(aq) + 2e– (×5)

2 MnO4–(aq) + 16 H+(aq) + 5 H2O2(aq) = 5 O2(aq) + 10 H+(aq) + 2 Mn2+(aq) + 8 H2O(l)

Soit : 2 MnO4–(aq) + 6H+(aq) + 5 H2O2(aq) = 5 O2(aq) + 2Mn2+(aq) + 8 H2O(l) 2.2.2. À l’équivalence il y a changement de réactif limitant. Les réactifs sont introduits dans les proportions stœchiométriques. Avant l'équivalence, H2O2 est le réactif en excès, la solution reste incolore. Au-delà de l'équivalence, H2O2 a totalement réagi et les ions permanganate sont le réactif en excès. La solution doit virer de l'incolore au magenta à l'équivalence.

2.2.3. À l’équivalence : 4(aq) 2 2(aq)n(MnO ) n(H O )

versée initiale 2 5

0 E R R C .V C .V

2 5 

CR = 0 E

R

5.C .V

2.V

CR = 5 0,50 8,0

2 10,0

 

 = 1,0 mol.L-1

La solution initiale a été diluée 10 fois : C0 = 10.CR C0 = 10 × 1,0 = 10 mol.L-1 L’eau oxygénée à 110 volumes a une concentration C = 9,8 mol.L–1, ainsi on trouve expérimentalement une valeur très proche de celle annoncée.

3. La transformation entre le luminol et l’eau oxygénée est une réaction lente. 3.1.1. D’après la loi des gaz parfaits : P0.Vgaz = n(air).R.T

P0 = (air )

gaz

n .R.T

V

3.1.2. P.Vgaz = (n(air) + 2(N )

n ).R.T

P = 2 (air ) (N )

gaz

(n n ).R.T

V

3.1.3. P – P0 =2 (air ) (N )

gaz

(n n ).R.T

V

 –

(air )

gaz

n .R.T

V = 2

(N )(air )

gaz gaz

n .R.Tn .R.T

V V  –

(air )

gaz

n .R.T

V = 2

(N )

gaz

n .R.T

V

3.2. Avancement 2 C8H7N3O2(aq) + 7 H2O2(aq) + … = 2 N2(g) + ….

État initial 0 n1 = 5,6×10–3 mol n2 = 4,9×10–3 mol 0

État intermédiaire x n1 – 2x n2 – 7x 2x

État final xmax n1 – 2xmax n2 – 7xmax 2xmax

Si le luminol est le réactif limitant : n1 – 2xmax = 0 xmax = n1/2 = 2,8×10–3 mol Si l’eau oxygénée est le réactif limitant : n2 – 7xmax = 0 xmax = n2/7 = 7,0×10–4 mol L’eau oxygénée est donc le réactif limitant car elle conduit à l’avancement le plus petit et xmax = 7,0×10–4 mol.

3.3. D’après le tableau d’avancement 2(N )

n = 2.x

La relation du 3.1.3. devient P – P0 =gaz

2.x.R.T

V

Soit x = 0 gaz(P P ).V

2.R.T

3.4. xmax = 31660 2,1 10

2 8,3 300

 

  = 7,0×10–4 molavec Vgaz exprimé en m3

3.5.1. La vitesse de réaction diminue au cours du temps. Elle est proportionnelle au coefficient directeur de la tangente à la courbe à chaque instant. Or les pentes des tangentes diminuent au cours du temps. Au cours du temps la quantité de réactifs présente diminue, les chocs entre les réactifs sont moins fréquents, ce qui explique la diminution de la vitesse de réaction.

3.5.2. Le temps de demi-réaction correspond à la durée nécessaire pour que l’avancement atteigne la moitié de sa valeur finale x(t1/2) = xf/2. Dans le cas présent xf = xmax.

2,0 s correspond à 1,5 cm t1/2 correspond à 2,4 cm

t1/2 = 2,4 2,0

1,5

 = 3,2 s

4. La réaction entre le luminol et l’eau oxygénée devient rapide en présence d’un composé ferrique : 4.1. Un catalyseur est une espèce chimique qui permet d’augmenter la vitesse d’une réaction chimique sans participer au bilan de celle-ci. 4.2. Le texte introductif indique que l’hémoglobine du sang contient des ions fer III. Ceux-ci catalysent la transformation entre le luminol et l’eau oxygénée, il y a émission d’une lumière bleue qui révèle des traces de sang latentes. En criminologie, on peut ainsi mieux comprendre le déroulement d’un crime, ou simplement mettre en évidence ce crime.

Xmax/2

t1/2 = 3,2 s

1,5 cm

2,4 cm

commentaires (0)
Aucun commentaire n'a été pas fait
Écrire ton premier commentaire
Ceci c'est un aperçu avant impression
Chercher dans l'extrait du document
Docsity n'est pas optimisée pour le navigateur que vous utilisez. Passez à Google Chrome, Firefox, Internet Explorer ou Safari 9+! Téléchargez Google Chrome