Facteurs cinétiques : rôle de la concentration

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Exercices
Classe(s) : Tle S | Thème(s) : Temps, mouvement et évolution

L’action du peroxodisulfate sur les ions iodure est lente et met en jeu les couples et . On dispose initialement de deux béchers contenant l’un un volume d’une solution d’iodure de potassium de concentration et l’autre un volume d’une solution contenant des ions peroxodisulfates de concentration .

Les ions iodures réagissent avec les ions peroxodisulfates pour donner du diiode et des ions sulfates.

À l’instant on mélange les deux solutions, le mélange est incolore.

1. Écrire l’équation bilan de la réaction d’oxydation de par .

2. Quel paramètre permet de mettre en évidence l’avancement de la
réaction ?

3. On effectue les mesures suivantes :

t (min)

0

5

10

15

30

40

50

60

70

80

90

100

(mol)

0

0,01

0,02

0,030

0,041

0,047

0,050

0,052

0,054

0,055

0,055

0,055

en fonction du temps t.

b. Comment évolue la vitesse au cours du temps ? Comment peut-on le justifier ?

4. Mesurer l’avancement final de la réaction. Cette réaction est-elle totale ?

5. Mesurer le temps de demi-réaction . Rappeler son interprétation.

6. Que peut-on faire pour oxyder plus rapidement les ions iodure disponibles initialement ?

7. On réalise maintenant la mesure de la concentration en diiode par un procédé spectrophotométrique, en suivant l’évolution de l’oxydation des ions iodures par le peroxodisulfate dans deux béchers différents. La température est la température ambiante, les concentrations initiales sont les suivantes :

 

Flacon 1

Flacon 2

0,000 50 mol/L

0,005 0 mol/L

0,002 0 mol/L

0,020 mol/L

On obtient les deux courbes suivantes représentant [I2] en fonction du temps :

a. Préciser quel est le réactif en défaut.

b. Mesurer le temps de demi-réaction dans les deux cas.

c. Attribuer son flacon à chaque courbe et justifier.

d. Que peut-on dire de la concentration en tant que facteur cinétique ?

  •  La vitesse d’apparition d’un produit à un instant t donné est directement proportionnelle au coefficient directeur de la tangente à la courbe représentant l’avancement x en fonction du temps. Plus ce coefficient est élevé plus la vitesse est grande, plus ce coefficient se rapproche de 0, plus cette vitesse est faible.

l Voir le savoir-faire 1 pour la notion d’avancement.