Télécharge Corrections d'exercices et plus Exercices au format PDF de Chimie sur Docsity uniquement!
Corrections d’exercices - TD chimie 1
1 Suivi spectrophotométrique
On étudie la réaction en solution aqueuse à 25◦C :
S 2 O 82 − + 2 I −^ = 2 SO 42 −+ I 2 ( aq )
On admet qu’il s’agit d’une réaction totale.
1.1 Espèces chimiques
- Comment appelle-t-on les ions SO^24 −? En donner une structure de Lewis.
Réponse : Il s’agit des ions sulfate, dont voici une proposition de structure de Lewis.
- Quelle est la couleur du diiode en solution aqueuse?
Réponse : La couleur du diiode en solution est jaune à brune suivant la concentration. Cela qui rend l’apparition ou la disparition de cette espèce bien visible à l’oeil, ce qui explique qu’elle intervient souvent pour des titrages redox.
1.2 Loi de Beer Lambert
- Qu’appelle-t-on absorbance d’une solution? Quelle est son unité? Comment la mesure-t- on?
Réponse : On éclaire une épaisseur l de cuve contenant une solution aqueuse colorée par une espèce chimique (par exemple le diiode), avec un rayonnement monochromatique. La solution absorbe une partie de l’intensité lumineuse, qui est donc plus faible en sortie qu’en entrée. L’absorbance est définie par A = Ie − IeI s = 1 − I Ise. Elle est donc sans dimension. L’absorbance se mesure avec un spectrophotomètre.
- Énoncer la loi de Beer-Lambert. Si on souhaite vérifier cette loi, comment choisit-on habituellement la longueur d’onde de travail? Pourquoi? Quelle courbe doit-on tracer au préalable pour déterminer expérimentalement cette longueur d’onde?
Réponse : La loi de Beer Lambert postule que l’absorbance est proportionnelle à l’épaisseur traversée, et à la concentration d’espèce colorée : A = lc. dépend de la longueur d’onde et de l’espèce chimique. La longueur d’onde de travail est choisie au maximum d’absorbance de la solution, déterminé expérimentalement en traçant l’absorbance en fonction de la longueur d’onde.
- Faire le lien entre cette longueur d’onde et la couleur du diiode.
Réponse : Le maximum d’absorption du diiode sera obtenu pour une longueur d’onde de couleur complémentaire à sa couleur brune : bleu-violet.
1.3 Etude cinétique
On suppose que la réaction étudiée admet un ordre partiel p par rapport aux ions iodure et un ordre partiel q par rapport aux ions péroxodisulfate.
À l’instant t = 0, on mélange 25 mL de solution d’iodure de potassium à 0,250 mol/L et 15 mL de solution de péroxodisulfate d’ammonium à 6 , 25_._ 10 −^3 mol/L.
- Calculer les concentrations des réactifs juste après le mélange (avant que ne débute la réaction). En déduire à quel ordre partiel on pourra accéder par cette expérience. Donner l’expression de la constante cinétique apparente.
Réponse :
[ I −] =
0 , 25 × 25
= 0 , 16 mol/L; [ S 2 O 82 − ] =
6 , 25. 10 −^3 × 15
= 2 , 34_._ 10 −^3 mol/L
Les ions iodure sont donc largement en excès, leur concentration ne va quasiment pas varier.
La vitesse de réaction s’écrit v = k [ I −] p [ S 2 O 82 − ] q^ = kapp [ S 2 O^28 − ] q , C’est donc à l’ordre q que l’on pourra accéder par cette expérience.
On obtient les résultats suivants : t (min) 0 4 8 12 16 A 0 0,349 0,670 0,940 1, Après plusieurs heures, l’absorbance se stabilise à la valeur A ∞ = 2 , 925.
- On fait l’hypothèse que la cinétique est d’ordre 1. Quelle fonction de A et A ∞ faut-il porter en fonction du temps pour obtenir une représentation affine?
Réponse : L’absorbance est donnée par la loi de Beer-Lambert : A = l [ I 2 ]. Pour relier les concentrations de diiode et de péroxodisulfate, on peut faire un tableau d’avancement, en concentrations.
