Objectif

■ Diiode gazeux

Le diiode, à pression atmosphérique, n’existe pas à l’état liquide. Il se sublime en passant directement de l’état solide à gazeux.

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Décomposition du peroxyde d’hydrogène

✔ RAI/MOD : Modéliser une transformation
✔ VAL : Analyser des résultats

La décomposition du peroxyde d’hydrogène $\text{H}_2\text{O}_2(\text{aq})$ aboutit à la formation d’eau $\text{H}_2\text{O}(\text{l})$ et de dioxygène $\text{O}_2(\text{g})$. Cette réaction est une dismutation, c’est‑à‑dire que le peroxyde d’hydrogène réagit sur lui-même pour former les deux produits mentionnés.

1. Écrire l’équation modélisant la transformation.

La quantité de matière initiale de peroxyde d’hydrogène est égale à $n_0 (\text{H}_2\text{O}_2) = 20{,}0$ mol.

2. En s’aidant éventuellement d’un tableau d’avancement, calculer l’avancement maximal.


3. À l’aide du graphique, déterminer le temps de demi‑réaction $t_{1/2}$


4. Proposer une méthode permettant d’augmenter ce temps de demi-réaction en vue d’une conservation plus longue de l’eau oxygénée, riche en peroxyde d’hydrogène.

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Décomposition du protoxyde d’azote

✔ REA : Exploiter un ensemble de mesures
✔ VAL : Analyser des résultats


1. Identifier les intermédiaires réactionnels apparaissant dans le mécanisme réactionnel.


2. Écrire l’équation-bilan.


3. Dresser le tableau d’avancement.

4. Ajouter une colonne pour calculer la concentration en protoxyde d’azote $[\text{N}_2\text{O}]$.

5. Exprimer la vitesse volumique de disparition de $\text{N}_2\text{O}(\text{g})$ en fonction de sa concentration $[\text{N}_2\text{O}]$.


6. Ajouter une colonne correspondant à la vitesse volumique de disparition du protoxyde d’azote.

7. Tracer l’évolution de la vitesse volumique de disparition de $\text{N}_2\text{O}(\text{g})$ en fonction de sa concentration.

8. En déduire si la réaction est d’ordre 1.

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Ions triiodure

✔ COM : Rédiger et présenter correctement une solution d’exercice
✔ VAL : Analyser des résultats


On étudie la cinétique de la réaction entre la propanone et les ions triiodure :

$\text{CH}_3\text{COCH}_3(\text{aq}) + \text{I}^-_3(\text{aq}) \rightarrow \ \text{CH}_3\text{COCH}_2\text{I}(\text{aq}) + \text{H}^+(\text{aq}) + 2\ \text{I}^-(\text{aq})$
Pour effectuer le suivi spectrophotométrique de cette réaction, on se place à la longueur du maximum d’absorption de l’ion triiodure $\text{I}_3^-(\text{aq})$.

On réalise dix mesures dans un tableau. Les conditions initiales du mélange réactionnel sont 20,0 mL de propanone, diluée dans 200,0 mL d’eau. On ajoute alors 1,0 mL de solution aqueuse de triiodure de potassium $(\text{K}^+(\text{aq})\ ;\ \text{I}_3^-(\text{aq}))$ de concentration $c_0 = 1{,}0 \times 10^{-2}$ mol·L^-1.

De cette manière, la propanone est introduite en large excès.

1. En utilisant la loi de Beer-Lambert, exprimer la concentration en ion triiodure $[\text{I}_3^-]$ en fonction de l’absorbance $A$ de la solution et d’une constante de proportionnalité, notée $\kappa$.


2. Représenter l’évolution de $[\text{I}_3^-]$ en fonction du temps.

3. Calculer la vitesse volumique $v$ de disparition des ions triiodure pour les quatre premières mesures.


4. Représenter l’évolution de $v$ en fonction de $[\text{I}_3^-]$.

Donner un argument permettant de dire qu’il ne s’agit pas d’une réaction d’ordre 1.


On se propose de déterminer quel est l’ordre correspondant. On précise que :

• pour une réaction d’ordre 0, la vitesse volumique s’écrit $v = k$ ;
• pour une réaction d’ordre 2, la vitesse volumique s’écrit $v = k \cdot [\text{I}_3^-]^2$.

5. En déduire l’ordre de la réaction.


6. Proposer une unité cohérente pour $k$.

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Acide ascorbique

✔ VAL : Faire preuve d’esprit critique
✔ VAL : Exploiter un ensemble de mesure


2. Préciser si la température est un facteur cinétique pour cette réaction. Si oui, en déduire comment évolue la vitesse de disparition de l’acide ascorbique en fonction de la température.


3. À l’aide d’un tableur, calculer les vitesses volumiques de disparition de l’acide ascorbique et tracer les évolutions de cette vitesse en fonction de la concentration $[\text{AH}_2]$.

4. En déduire les constantes de vitesse associées et préciser comment elles évoluent en fonction de la température $T$.