Travaux pratiques sur la bouteille magique - correction, Exercices de Chimie
Renee88
Renee8823 April 2014

Travaux pratiques sur la bouteille magique - correction, Exercices de Chimie

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Travaux pratiques de chimie sur la bouteille magique - correction. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Équation de la réaction modélisant la transformation chimique entre le glucose et la solution de bleu de...
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Exercice III. La bouteille magique (4 pts)

Afrique 2008 EXERCICE III. LA BOUTEILLE MAGIQUE (4 points)

1. Équation de la réaction modélisant la transformation chimique entre le glucose et la solution de bleu de méthylène. 1.1. Un oxydant est une espèce chimique capable de capter un ou plusieurs électrons. Un réducteur est une espèce chimique capable de céder un ou plusieurs électrons.

1.2. Réduction BM+(aq) + H+(aq) + 2e- = BMH(aq)

1.3. Oxydation RCHO(aq) + H2O( ) = RCOOH(aq) + 2H+(aq) + 2e-

1.4. Au cours d’une réaction d’oxydoréduction, il y a autant d’électrons consommés que d’électrons produits, on additionne les deux demi-équations précédentes membre à membre, on simplifie pour les protons H+(aq), et il vient :

RCHO(aq) + BM+(aq) + H2O( ) = RCOOH(aq) + BMH(aq) + H+(aq) On retrouve l’équation 1.

2. Interprétation des observations

2.1. La réaction 1 est lente, l’oxydant BM+(aq) , responsable de la coloration bleue, se consomme lentement entrainant la décoloration de la solution. La réaction 2 étant rapide, la forme réduite BMH(aq), incolore, est immédiatement oxydée en BM+(aq) qui colore à nouveau la solution.

2.2. Pour augmenter la vitesse de la réaction d’équation 1, on peut augmenter la température du mélange réactionnel ou augmenter la concentration initiale en BM+(aq). Remarque : le glucose étant en large excès devant les autres réactifs, l’augmentation de sa concentration initiale n’aurait que peu d’influence.

3. Étude quantitative

3.1.Équation 2BMH (aq) + O2(aq) + 2H+(aq) = 2H2O( ) + 2BM+(aq)

État du système

Avancement Quantités de matière

État initial 0 ni(BMH)ni(O2) = 2

m

V(O )

V Excès Excès0

État intermédiaire

x ni(BMH) – 2x ni(O2) – x ExcèsExcès2x

État final xmax ni(BMH) – 2xmax ni(O2) – xmax ExcèsExcès2xmax

3.2. ni(O2) = 2

m

V(O )

V

ni(O2) = ,

348 10

24 0

 = 2,010–3 mol

3.3. La réaction est totale, si tout le dioxygène dissous réagit, alors ni(O2) –xmax = 0, soit xmax = ni(O2) n(BMH)finale = ni (BMH) – n(BMH)conso Et d’après le tableau n(BMH)finale = ni (BMH) – 2xmax Si tout BMH est consommé n(BMH)finale = 0 alors ni (BMH) = n(BMH)conso = 2xmax donc ni (BMH) = 2. ni(O2)

ni (BMH) = 4,010–3 mol susceptible de réagir avec ni(O2)

3.4. RCHO(aq) + BM+(aq) + H2O( ) = RCOOH(aq) + BMH(aq) + H+(aq) (équation 1) La réaction d’équation (2) fournit au moins 4,0 mmol de BM+(aq). Tous les coefficients stœchiométriques de l’équation (1) sont de 1, donc n(BM+)conso = n(RCHO)conso.

Au moins n(RCHO) = 4,010–3 mol de glucose ont réagi au cours de l’expérience.

3.5. nRestant(RCHO) = ni(RCHO) – n(RCHO)

m

M = i

m

M – n(RCHO)

m = mi – n(RCHO).M

m = 5,0 – 4,010–3180 = 4,3 g de glucose n’ayant pas réagi.

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