L'oxydation des ions iodure 
par l'eau oxygénée 
est une réaction dont l'équation s'écrit : 
.
On met en évidence la moindre trace de diiode I2 solubilisé en ajoutant quelques gouttes d'empois d'amidon. Celui-ci a la propriété de colorer la solution en bleu-noir en présence de la moindre trace de I2.
On prépare dans un bécher le mélange suivant :
- 16 mL d'acide sulfurique
de concentration 
- 40 mL d'iodure de potassium
de concentration 
- 4,0 mL d'eau oxygénée
de concentration 
.
On prélève une partie de ce mélange dans une cuve et on suit la cinétique de la réaction par spectrophotométrie.
On mesure l'absorbance A en fonction du temps à la longueur d'onde 
On obtient le tableau suivant :
|
| 0 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 700 |
|
| 0 | 1,45 | 2,62 | 3,50 | 4,20 | 4,75 | 5,50 |
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| 900 | 1 000 | 1 300 | 1 500 | 1 800 | 2 000 | 2 500 |
|
| 6,00 | 6,10 | 6,40 | 6,50 | 6,60 | 6,60 | 6,65 |
1. Rappeler l'expression de la loi de Beer-Lambert en précisant les unités des différents termes.
2. Expliquer comment la mesure de l'absorbance A permet de déterminer la valeur de la concentration en diiode I2 au cours du temps.
3. a. Identifier les couples oxydant/réducteur mis en jeu lors de l'oxydation des ions iodure par l'eau oxygénée.
b. Déterminer le réactif limitant dans cette réaction.
4. Déduire des mesures précédentes le tableau de l'avancement x de la réaction en fonction de t.
5. Tracer la courbe de x en fonction de t. Calculer l'avancement final xf de la réaction.
6. Que peut-on dire de la vitesse de la réaction au cours du temps ? Quel facteur cinétique permet d'expliquer l'évolution de la vitesse au cours du temps ?
7. Déterminer le temps de demi-réaction 
.
- La loi de Beer-Lambert stipule que l'absorbance A d'une solution diluée (en composant absorbant noté i ) est proportionnelle à la concentration C de i.
Une mesure d'absorbance permet donc de fait une mesure de concentration.
l Voir aussi le savoir-faire 1 pour la notion d'avancement.
1. Le diiode étant la seule espèce colorant la solution, la loi de Beer-lambert peut s'écrire : 
.
A est sans dimension ε est une constante à la longueur d'onde λ considérée, le coefficient d'extinction molaire, qui s'exprime en 
L est la largeur de la cuve utilisée, en cm.
2. La relation entre A et 
est linéaire, la constante de proportionnalité étant 
.
On peut déduire de l'absorbance A à un temps donné et à une longueur d'onde
donnée, la concentration en diiode : 
.
3. a. La réaction s'écrit : 
.
Les couples oxydant/réducteur sont 
et 
.
b. On dresse le tableau des quantités de matières initiales.
| H2O2 |
|
| |
| ni (mol) |
|
|
|
D'après les nombres stœchiométriques de la réaction et les quantités initiales des réactifs, c'est 
qui est le facteur limitant.
4. On sait que 
est le facteur limitant, l'avancement 
est égal à la quantité de I2 formée à l'instant 
.
On dresse le tableau suivant :
| t (s) | 0 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 700 |
| x (mol) | 0 |
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|
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| t (s) | 900 | 1 000 | 1 300 | 1 500 | 1 800 | 2 000 | 2 500 |
| x (mol) |
|
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|
5. L'avancement final est 
, ce qui montre que 
, le facteur limitant, a été entièrement consommé.
On trace la courbe 
:
6. La vitesse diminue au cours du temps, car la concentration en réactifs (
, 
et 
) diminue, ce qui diminue la probabilité des chocs microscopiques entre réactifs.
7. Le temps de demi-réaction 
correspond au temps pour lequel l'avancement atteint la moitié de sa valeur finale :
.
Sur la courbe, on lit : 
.