Vitesse volumique et absorbance
✔ VAL : Exploiter un ensemble de mesures
On étudie la réaction entre les ions chrome
Cr3+(aq) et l’éthylènediaminetétra‑acétique, plus communément appelée EDTA de formule
C10H16N2O8(aq). Son écriture est simplifiée dans l’équation de la réaction suivante :
Cr3+(aq)+EDTA(aq)→ Cr-EDTA3+(aq)
Les deux espèces chimiques
Cr3+(aq) et
Cr-EDTA3+(aq) sont colorées et absorbent toutes deux à la longueur d’onde de travail
λ=540 nm utilisée pour suivre l’absorbance du milieu réactionnel.
On utilise pour la réaction un excès d’EDTA et une concentration initiale en ion
Cr3+(aq) égale à
c=0,0030 mol·L
-1. On obtient le tableau suivant pour les mesures d’absorbance sur une heure :
Temps t (min) |
Absorbance A |
0 |
0,058 |
5 |
0,080 |
10 |
0,101 |
15 |
0,120 |
20 |
0,139 |
25 |
0,158 |
30 |
0,176 |
35 |
0,193 |
40 |
0,210 |
45 |
0,226 |
50 |
0,242 |
55 |
0,256 |
60 |
0,271 |
1. Rappeler la loi de Beer-Lambert et justifier que l’on peut écrire :
A=k1⋅[Cr3+]+k2⋅(c−[Cr3+]) où
A : absorbance de la solution
k1 et
k2 : coefficients de proportionnalité entre les absorbances propres et les concentrations des espèces
Cr3+(aq) et
Cr-EDTA3+(aq) (L·mol
-1)
[Cr3+] : concentration en ion
Cr3+(aq) (mol·L
-1)
c : concentration initiale en ion
Cr3+(aq) (mol·L
-1)
2. En déduire l’expression de la concentration
[Cr3+] en fonction de
A, de
k1, de
k2 et de
c.
La vitesse volumique
v de disparition des ions
Cr3+(aq) est définie par :
v=∣∣∣∣∣dtd[Cr3+]∣∣∣∣∣
3. Vérifier que la réaction présente un ordre 1
concernant les ions
Cr3+(aq).