Exercice corrigé

Synthèse du bromure d’hydrogène

✔ APP : Maîtriser le vocabulaire du cours
✔ RAI/MOD : Modéliser une transformation

Énoncé

Le bromure d’hydrogène, de symbole chimique

HBr (g)

, est un gaz incolore toxique et hautement corrosif, qui forme des fumées blanches au contact de l’humidité. Ces fumées sont constituées d’acide bromhydrique, qui se forme lorsque le bromure d’hydrogène est dissous dans l’eau. Le bromure d’hydrogène est un produit chimique utilisé en chimie, dans l’industrie ou dans les laboratoires. [...] Le bromure d’hydrogène a été étudié et préparé par le chimiste Antoine-Jérôme Balard lors de sa découverte du brome dans les marais salants près de Montpellier.

D'après Wikipédia.org.

Le bromure d’hydrogène HBr(g) peut être préparé selon le mécanisme réactionnel suivant :

$Br_{2} (g) \to 2 Br^{∙} (g)$
$Br^{∙} (g) + H_{2} (g) \to HBr (g) + H^{∙} (g)$
$H^{.} (g) + Br_{2} (g) \to HBr (g) + Br^{∙} (g)$
$2 Br^{∙} (g) \to Br_{2} (g)$

Les espèces chimiques

Br^{∙} (g)

H^{∙} (g)

sont des espèces instables, dites radicalaires.

1. Donner l’équation-bilan de la transformation.

2. Identifier les intermédiaires réactionnels présents dans le mécanisme proposé.

3. Rappeler les propriétés d’un catalyseur.

4. S’il existe, identifier le catalyseur dans le mécanisme réactionnel.

■ Colline de sel aux Salins du Midi à Salin‑de‑Giraud

Protocole de réponse

1. Sommer chaque acte élémentaire, puis éliminer les espèces figurant en même temps des deux côtés, à droite et à gauche de la flèche.

2. Repérer un composé formé en premier lieu, puis consommé dans la suite du mécanisme, mais qui n’apparaît pas dans l’équation‑bilan. Il a été éliminé, car il était des deux côtés de la flèche.

3. À partir du cours, rappeler les propriétés d’un catalyseur et le définir.

4. Vérifier qu’il n’existe aucun catalyseur dans le mécanisme réactionnel proposé. Il doit être consommé au début du mécanisme, puis reformé en fin de mécanisme.

Solution rédigée

1. En sommant l’ensemble des espèces chimiques de part et d’autre du symbole de réaction des actes élémentaires, on obtient :

H_{2} (g) + Br_{2} (g) \to 2 HBr (g)

2. Le brome

Br^{∙} (g)

et l’hydrogène

H^{∙} (g)

: sont deux espèces formées, puis consommées au cours du mécanisme. Ce sont donc des intermédiaires réactionnels.

3. Un catalyseur est une espèce chimique permettant d’augmenter les vitesses volumiques d’apparition ou de disparition en décomposant le mécanisme en plusieurs étapes rapides. Il n’intervient pas dans l’équation‑bilan.

4. Le mécanisme réactionnel ne présente pas de catalyseur.

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Mise en application

Découvrez l'exercice 31 p. 103, Réduction du monoxyde d’azote pour travailler cette notion.