1. Manipulation
1. Expériences
préliminaires qualitatives
Première
expérience: mise
en évidence de la formation lente du diiode lors de la
transformation étudiée
Placer dans un tube à essai environ 5 mL d'une
solution de peroxodisulfate de potassium, 2 K + (aq) + S 2 O 8 2- (aq),
et environ 2 mL d' une solution d'iodure de potassium,
K + (aq) + I - (aq). Boucher
le tube, l'agiter et observer
Deuxième
expérience: caractérisation du diiode formé
par l'utilisation d'empois d'amidon
Recommencer l'expérience
précédente en ajoutant quelques gouttes d'une
solution d'empois d'amidon. Tp: Etude de cinétique chimique d'une réaction en mileur aqueux (niv bac+1). Boucher le tube, l'agiter
et observer. Troisième
expérience: mise en évidence de la réaction
de titrage
Dans chacun des deux
tubes à essai précédents, ajouter progressivement
et en agitant environ 7 mL d'une solution de thiosulfate de
sodium, 2 Na + (aq) + S 2 O 3 2-. Boucher les tubes,
les agiter et observer. 2. Suivi temporel de
la transformation
Préparer dans
un becher 25, 0 mL de solution de peroxodisulfate de potassium de
concentration molaire 5, 00.
Tp Cinétique Chimique Thiosulfate 20
I-
E volution
de la vitesse en fonction du temps. -
La vitesse de formation d'un produit ou
de disparition d'un ractif diminue au cours du temps. - Cette vitesse tend vers zro lorsque le temps t tend vers
l'infini (lorsque la raction est termine)..
II-
IInfluence de la concentration des
ractifs sur les vitesses de formation et de disparition. 1)- Exprience: raction entre le
thiosulfate de sodium et l'acide chlorhydrique. Dans
un bcher de 100 mL, on verse:
45 mL de thiosulfate de sodium de
concentration C 1 =
0, 13 mol / L,
5 mL de solution dacide chlorhydrique
de concentration C 2
= 0, 10 mol / L.
o n observe la formation d'un prcipit qui trouble peu peu la solution. Pages perso Orange – Créez facilement votre site web personnel. - La raction est lente, on peut observer son volution. - Interprtation:
Couples mises en jeu:
S 2 O 3
2 -
(aq) / S (s)
E 0 1
= 0, 50 V
SO 2
(aq) / S 2 O 3 2
(aq)
E 0 2
=
0, 40 V
Demi-quations lectroniques: pour
simplifier les critures, on utilise la notation suivante:
H
+ (aq)
remplace
H 3 O
+
( S 2 O 3 2
(aq) + 6
+ 4
e
= 2 S
3
H 2 O
(ℓ)) x
1
( S 2 O 3 2
+ H 2 O
(ℓ) =
2 SO 2
+ 2 H
) x
2
S 2 O 3 2
+ 4 H
→ 2
S (s) + 2
SO 2 (aq)
+ 2
(ℓ)
En milieu acide, les ions thiosulfate
se dismutent (voir rgle du gamma).
Tp Cinétique Chimique Thiosulfate Crystals
PARTIE 1: ETUDE DE LA CONCENTRATION DES REACTIFS ET DE LA TEMPERATURE. I- Expérience dite du "soleil couchant". Nous étudions ici la dismutation (réaction d'un corps sur lui même) en milieu acide de l'ion thiosulfate d'équation: 2S 2 O 3 2- +4H + = 2S +2SO 2 +2H 2 O A- Mode opératoire Placer un bécher sur une feuille sur laquelle figure un motif tracé à l'encre noire Dans un bécher, verser: * V1 mL d'acide chloridrique molaire (H + + Cl-) * V2 mL d'eau distillée * V3 mL de thiosulfate de sodium à 0. 2mol/L Homogénéiser le mélange et déclencher le chronomètre. Arréter le chronomètre lorsque le motif n'est plus visible par un observateur placé à la verticale. B- Resultats: En faisant varier les volumes, on modifie ainsi la concentration des réactifs dans le mélange réactionnel. On obtient alors les résultats suivants: V1 (mL) 40 20 10 5 5 5 5 V2 (mL) 0 20 30 35 0 10 20 V3 (mL) 10 10 10 10 45 35 25 VT (mL) 50 50 50 50 50 50 50 td (sec) 60. 2 70. 33 75. 99 96 18. 83 33 30. Tp cinétique chimique thiosulfate c. 73 [H +] (mol. L-1) 0.
Tp Cinétique Chimique Thiosulfate Sds
10 -3 mol. L -1 et dans un second becher
25, 0 mL de solution d'iodure de potassium de concentration
molaire 2, 50. 10 -1 mol. L -1. Déclencher le
chronomètre, date t = 0, en versant l'une des solutions
dans l'autre. Homogénéiser
le mélange réactionnel en le versant à nouveau
dans le premier becher. Prélever à
la pipette à différentes dates, 2, 00 mL du mélange
réactionnel; ce prélèvement est versé
dans un becher contenant 25 mL d'eau glacée et la date
ti correspondant à cette opération est relevée. Titrer ce mélange
par la solution de thiosulfate de sodium en agitant. Lorsque la coloration
devient jaune très clair, ajouter quelques gouttes d'empois
d'amidon. Noter le volume de la solution de thiosulfate de sodium V(S 2 O 3 2-) versé à l'équivalence pour réaliser
le titrage du diiode à la date t i. Tp cinétique chimique thiosulfate sds. Les résultats sont
consignés dans le tableau suivant:
Date
de prélèvement proposée
(min)
2
5
8
13
18
23
28
35
45
60
de prélèvement t i effective
V(
S 2 O 3 2-)
(mL)
[I2]
à la date t i
(mol. L -1)
Tracer la courbe [I2]
= f(t).
Tp Cinétique Chimique Thiosulfate C
2. Questions
1. Quelle est la
réaction mise en jeu dans le protocole:
entre les ions peroxodisulfate
et les ions iodure (transformation étudiée)? couples oxydant/réducteur: S 2 O 8 2- (aq) / SO42-
(aq) et I 2 (aq) / I - (aq);
entre le diiode formé
et les ions thiosulfate (titrage du diiode formé)? couples oxydant/réducteur: I 2 (aq) / I - (aq) et S 4 O 6 2-
(aq) / S 2 O 3 2- (aq)
2. Quelles conclusions peut-on
tirer des expériences préliminaires qualitatives? 3. Déterminer la
concentration molaire en diiode présent dans le milieu réactionnel,
[I 2] à la date t i à l'aide
du tableau descriptif de l'évolution du système
établi pour chaque prélèvement. Tp cinétique chimique thiosulfate crystals. 4. Que peut-on dire du temps
de demi-réaction t 1/2 pour que la méthode de
suivi cinétique par prélèvements successifs et
titrages soit possible?
La quantité de diiode est donc infime ce qui explique qu'à t°, la solution ne devient pas brune durablement. 2) Au bout d'un certain temps caractéristique t*, la coloration persiste définitivement. Que se passe-t-il dans le mélange initial iodure-persulfate-thiosulfate pour chacune des espèces intervenant dans les réactions (1) et (2) couplées? Réponse: Avant t*, le diiode formé réagissait avec les ions thiosulfates de façon instantanée. Si à t*, la couleur brune persiste, ceci veut dire que la réaction 2 « ne se fait plus » et donc la quantité en ions thiosulfates est négligeable. Par contre, le diiode est fortement présent. Les ions persulfates utilisés pour la réaction 1 sont aussi en faible quantité. Les ions I(-) utilisés lors de la réaction 1 sont régénérés par la réaction 2. Leur quantité reste plus ou moins constante. TP de Cinétique chimique n°4 - Le blog de La_girafeuh. Sont aussi présent les ions S4O6 (2-) issus de la réaction 1. Cette réflexion doit vous permettre de détailler le principe de la mesure de la vitesse de réaction de la réaction (1).
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