Cinétique et catalyse

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Annales corrigées
Classe(s) : Tle S | Thème(s) : L'épreuve orale
Type : Sujet d'oral | Année : 2012 | Académie : Inédit
 
Unit 1 - | Corpus Sujets - 1 Sujet
 
Cinétique et catalyse
 
 

Oral

Corrigé

57

pchT_1200_00_47C

 

Sujet d’oral no 2

Soit la réaction chimique suivante :


 

Données :

 

Espèce chimique

Densité

Masse molaire

(g . mol–1)

Acide éthanoïque

1,05

60

Butan-1-ol

0,81

74

 

Extrait du protocole expérimental :

Placer un erlenmeyer dans la glace pilée.

Y verser :

  • 5,8 ml d’acide acétique
  • 9,3 ml de butan-1-ol (le butan-1-ol doit être prélevé sous la hotte)
  • une goutte d’acide sulfurique concentré.

Boucher et agiter le contenu de l’erlenmeyer à l’aide de l’agitateur magnétique.

Placer l’erlenmeyer dans un bain-marie à 60 °C.

1 Nommer les réactifs et les produits de cette réaction.

2 Calculer les quantités de matière introduites dans les conditions initiales.

3 On effectue un suivi temporel de cette transformation. On obtient la courbe suivante :


 

Définir et déterminer le temps de demi-réaction.

4 L’acide sulfurique ajouté est un catalyseur. Définir ce terme.

5 Parmi la verrerie suivante, retrouver l’erlenmeyer. Nommer les autres récipients.


 

6 Comment montrer que la température est un facteur cinétique ? Proposer une modification du protocole.

Corrigé

Présentation

1 : acide éthanoïque ;

 : butan-1-ol ;

 : éthanoate de butyle ;

H2O : eau.

2 Acide éthanoïque : d= 1,05 donc ρ = 1,05 g/mL.

V= 5,8 mL donc m= ρ . V= 5,8 × 1,05 = 6,1 g.

n=

mM

= 6,1/60 = 0,10 mol.

 

Butan-1-ol : d= 0,81 donc ρ = 0,81 g/mL.

V= 9,3 mL donc m= ρ . V= 9,3 × 0,81 = 7,5 g.

n=

mM

= 7,5/74 = 0,10 mol.

 

3 Temps de demi-réaction : durée nécessaire pour que l’avancement atteigne la moitié de la valeur finale. Par lecture graphique, on trouve t1/2= 2 min.


 

4 Un catalyseur est une espèce chimique qui permet d’augmenter la vitesse d’une réaction chimique sans figurer dans l’équation de celle-ci.

5


 

6 Pour montrer que la température est un facteur cinétique, c’est-à-dire pour montrer que si elle augmente, la réaction devient plus rapide, il faut refaire l’expérience dans un bain-marie soit plus chaud (pour une réaction plus rapide) soit plus froid (pour une réaction plus lente).

Entretien

Les questions de l’exercice peuvent être prolongées par ces questions complémentaires.

> Pourquoi fait-on le mélange réactionnel dans un erlenmeyer placé dans la glace ?

Pour éviter que la réaction ne commence dès la mise en contact des réactifs.

> Connaissez-vous le nom de cette transformation chimique ?

L’estérification.

> Le fait d’augmenter la température va-t-il avoir une influence sur l’avancement final ?

Non, les facteurs cinétiques n’ont pas d’impact sur l’état final de la réaction.

> Pouvez-vous me citer d’autres types de catalyse ?

Il existe aussi la catalyse hétérogène et la catalyse enzymatique.