Exercices sur le suivi cinétique par conductimétrie - correction, Exercices de Chimie Organique
Renee88
Renee8823 April 2014

Exercices sur le suivi cinétique par conductimétrie - correction, Exercices de Chimie Organique

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Exercices de sciences chimiques sur le suivi cinétique par conductimétrie - correction. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Questions préliminaires, Suivi cinétique de la transformation par conductimétrie.
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Exercice III Suivi cinétique par conductimétrie

Bac S 2012 Métropole EXERCICE III SUIVI CINÉTIQUE PAR CONDUCTIMÉTRIE (4 points)

1. Questions préliminaires

1.1. Vrai ou Faux

Brève justification

Lorsque l’état d’équilibre chimique d’un système est atteint, les espèces chimiques arrêtent de réagir entre elles au niveau microscopique.

Faux Réactions en sens direct et en sens inverse ont lieu à la même vitesse.

Dans le cas d’un équilibre chimique, le taux d’avancement final change si on augmente la quantité d’un réactif.

Vrai L’équilibre est déplacé dans le sens de la formation des produits.

Lorsque l’état d’équilibre chimique d’un système est atteint, le taux d’avancement final est toujours égal à 1.

Faux

Une transformation peut être limitée alors

 < 1, le réactif limitant n’est pas forcément totalement consommé.

1.2.

Équation chimique de la réaction

RC ( ) + 2H2O( ) = ROH(aq) + H3O+ + C –(aq)

État du système Avancement

en mol Quantités de matière en mol

état initial x = 0 ni(RC )

En

excès

0 0 0

Au cours de la transformation

x ni(RC ) – x x x x

État final xf ni(RC ) – xf xf xf xf

État final si transformation

totale xmax ni(RC ) – xmax xmax xmax xmax

2. Suivi cinétique de la transformation par conductimétrie 2.1. Pour effectuer un suivi conductimétrique, il est nécessaire qu’au cours de la transformation la conductivité σ varie. C’est bien le cas ici puisqu’initialement le milieu réactionnel ne contient pas d’ions, puis cours de transformation il apparaît des ions. 2.2.1. σ = λ(H3O+).[H3O+] + λ(Cl–).[Cl–]

2.2.2. D’après le tableau d’avancement [H3O+] = [Cl–] = x

V .

σ = λ(H3O+). x

V + λ(Cl–).

x

V

σ = x

V .(λ(H3O+) + λ(Cl–))

2.3.1. Le temps de demi réaction est la durée nécessaire pour que l’avancement atteigne la moitié de sa valeur finale : x(t1/2) = xf/2.

2.3.2. Graphiquement, on détermine l’avancement final xf = 9,1 mmol. t1/2 correspond à l’abscisse du point de la courbe d’ordonnée xf/2 = 4,6 mmol. On lit t1/2 = 7 min.

2.3.3. Par définition la vitesse volumique est v = . 1 dx

V dt avec V volume du milieu réactionnel

considéré constant. Alors v est proportionnelle à dx

dt qui est égale au coefficient directeur de la

tangente à la courbe représentative de x=f(t) à la date t. On trace T0, T20 et T65 les tangentes à la courbe respectivement aux dates t0 = 0 min, t20 = 20 min et t65 = 65 min.

On constate que t0 t20 t65

dx dx dx

dt dt dt

            

      donc v0 > v20 > v65.

Voir figure ci-dessus. 2.3.4. La vitesse volumique diminue en raison de la diminution de la concentration en réactif RCl. Les chocs entre molécules d’eau et de RCl sont de moins en moins fréquents. 2.3.5. Si la température augmente alors la vitesse de réaction est plus grande. La transformation est terminée plus rapidement, mais l’avancement final n’est pas modifié. Voir figure ci-dessus, courbe bleue. Si vous remarquez une erreur, merci de nous en faire part par email labolycee@labolycee.org

xf/2

t1/2 = 7 min

T0

T20 T65

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