Chapitre 4
Activité 3 - Activité expérimentale
60 min
Modification d'une vitesse de réaction
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Objectif : Mettre en évidence, identifier et interpréter l'influence des facteurs cinétiques.
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Problématique de l'activité
Afin d'optimiser des synthèses chimiques ou des analyses de laboratoire, il est nécessaire de pouvoir contrôler la vitesse des réactions.
Comment modifier la vitesse d'une réaction chimique ?
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Doc. 1Résultats expérimentaux
On étudie la cinétique de la réaction dont l'équation est la suivante :
Le tableau ci-dessous présente les concentrations en diiode [\text{I}_2], exprimées en (mmol·L-1), pour deux températures et avec deux concentrations initiales en ion iodure \text{I}^-(\text{aq}) différentes (c_{1}=0,250 mol·L-1 et c_{2}=0,125 mol·L-1). Le volume total de la solution V est de 100 mL.
pour télécharger le tableau de données
\text{S}_2\text{O}^{2-}_8 (\text{aq}) + 2 \ \text{I}^- (\text{aq}) \rightarrow \ 2 \ \text{SO}^{2-}_4 (\text{aq}) + \text{I}_2 (\text{aq})
Le tableau ci-dessous présente les concentrations en diiode [\text{I}_2], exprimées en (mmol·L-1), pour deux températures et avec deux concentrations initiales en ion iodure \text{I}^-(\text{aq}) différentes (c_{1}=0,250 mol·L-1 et c_{2}=0,125 mol·L-1). Le volume total de la solution V est de 100 mL.
| Temps \bm t (s) | Concentration [\text{I}_2] (mmol·L‑1) pour \bm c_{\textbf{1}} à 370 K | Concentration [\text{I}_2] (mmol·L‑1) pour \bm c_{\textbf{1}} à 360 K | Concentration [\text{I}_2] (mmol·L‑1) pour c_{\text{2}} à 370 K |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| 300 | 47 | 30 | 23 |
| 600 | 76 | 52 | 38 |
| 900 | 94 | 70 | 47 |
| 1 200 | 106 | 83 | 53 |
| 1 500 | 113 | 93 | 56 |
| 1 800 | 117 | 101 | 59 |
| 2 100 | 120 | 106 | 60 |
| 2 400 | 122 | 111 | 61 |
| 2 700 | 123 | 114 | 62 |
| 3 000 | 124 | 117 | 62 |
pour télécharger le tableau de données
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Doc. 2Facteurs cinétiques
Un facteur cinétique est un paramètre physicochimique permettant de modifier la vitesse d'une réaction chimique. De nombreux facteurs peuvent être envisagés, mais tous n'ont pas le même effet. Il peut y avoir un facteur qui accélère une réaction, mais en ralentit une autre. L'expérience permet d'évaluer l'effet
d'un facteur cinétique.
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Doc. 3Diverses solutions de diiode
Au cours du temps, la concentration en diiode \text{I}_2 (\text{aq}) augmente dans le milieu réactionnel et la coloration jaune s'intensifie.
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Questions
Compétence(s)
ANA : Analyser des résultats
APP : Formuler des hypothèses
APP : Formuler des hypothèses
2. Tracer les graphiques représentant l'évolution des concentrations en diiode [\text{I}_2] en fonction du temps t.
GeoGebra
3. Déterminer l'influence de chaque facteur sur la cinétique de réaction.
4. Dresser le tableau d'avancement de la réaction.
| Avancement | + | \rightarrow | + | |||||
| État initial | x=0 mol | |||||||
| État intermédiaire | x | |||||||
| État final | x_\text{max} | |||||||
5. Déterminer le temps de demi-réaction t _{1/2} pour chaque chaque condition expérimentale.
6. Préciser les paramètres influençant le temps de demi-réaction.
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Synthèse de l'activité
Expliquer la différence entre un catalyseur et un facteur cinétique.
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