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Suivi cinétique d'une réaction
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ACTIVITÉ EXPÉRIMENTALE
90 minutes

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Suivi cinétique d'une réaction





Pour étudier une vitesse de réaction, il faut effectuer le suivi de la concentration d’au moins une des espèces chimiques présentes dans l’équation‑bilan.

➜ Comment suivre une transformation impliquant une espèce colorée ?


Objectifs

  • Suivre l’évolution temporelle d’une concentration.
  • Justifier le choix d’un capteur de suivi temporel.


Doc. 1
Conditions expérimentales

Les ions peroxodisulfate et les ions iodure réagissent selon l’équation de réaction suivante :


Pour étudier cette réaction, on se propose de suivre la concentration en diiode formé, seule espèce chimique colorée.

Lors de cette expérience, la concentration en iodure de potassium ; apporté est égale à mol·L-1 et celle du peroxodisulfate de potassium ; à mol·L-1.

Doc. 2
Protocole expérimental

  • Verser mL de solution d'iodure de potassium ; dans un bécher.
  • Prélever avec précision, puis placer dans un second bécher 10,0 mL de solution de peroxodisulfate de potassium ; .
  • Verser le contenu du premier bécher dans le second en déclenchant le chronomètre.
  • Agiter pour homogénéiser.
  • Remplir rapidement une cuve avec ce mélange et l’introduire dans le spectrophotomètre.
  • À l’aide d’une interface, suivre l’absorbance de la solution en fonction du temps (200 points de mesure sur une durée totale de 40 min).
  • En l’absence d’interface d’acquisition, réaliser la mesure d’absorbance toutes les minutes.

Doc. 3
Spectre d'absorption du diiode

Spectre d'absorption du diiode

Vocabulaire


Temps de demi-réaction



Temps de demi-réaction : pour une réaction totale, il s’agit de la durée, notée , durant laquelle la concentration du réactif limitant a diminué de moitié. Il peut également être défini comme la durée au bout de laquelle l’avancement de la réaction est passée à la moitié de sa valeur finale.

Compétences

REA : Effectuer des mesures avec des capteurs

VAL : Analyser des résultats

Questions

1. Prévoir la couleur de la solution en fin d’expérience. Justifier le choix de la spectrophotométrie comme technique de suivi cinétique.


2. Déterminer la longueur d’onde pour le réglage du spectrophotomètre. Effectuer le blanc et les réglages nécessaires.


3. À l’aide d’un tableau d’avancement, déterminer la concentration finale attendue en diiode .

Avancement
État initial mol
État final

4. Exprimer la concentration en fonction de l’absorbance du milieu réactionnel , de l’absorbance finale et de la concentration finale .


5. Tracer l’évolution de la concentration en diiode en fonction du temps et déterminer le temps de demi-réaction .
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Synthèse de l'activité

Reprendre l’étude en utilisant des solutions refroidies à l’aide d’un bain de glace. Conclure quant à l’influence de la température sur le temps de demi-réaction.
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