Transcript aq - Les Documents sont au format pdf, pour

LES FACTEURS CINETIQUES
F. Lesage
Le temps t mesuré est le temps de formation de la quantité de matière n de soufre S (solide
jaune) rendant la croix invisible. Cette quantité n est la même pour les 4 expériences car les
béchers, les croix et le volume total sont identiques.
Exploitation
Montrer que l’équation bilan est : S2O32 –(aq) + 2 H+(aq) → S (s) + SO2 (g) + H2O (l).
Terminale S
I) Objectifs
Mise en évidence expérimentale des facteurs cinétiques : concentration des réactifs et température.
II) Compétences exigibles
Montrer, à partir de résultats expérimentaux, l’influence des facteurs cinétiques sur la vitesse de réaction.
III) Protocole
1) Influence de la concentration des réactifs
Réaction étudiée :
Il s'agit de la dismutation (une réaction lente) de l’ion thiosulfate S2O3
2–
+
(aq)
en milieu acide H
(aq).
Quelle est l'utilité de l'ajout d'eau ?
Cette réaction appartient à la famille des oxydoréductions entre les couples :
S2O32 –(aq) / S(s)
SO2 (g) / S2O32 –(aq)
Quels sont les réactifs participant à la réaction étudiée ?
Protocole
On réalise 4 mélanges dans 4 béchers
identiques placés sur une feuille avec une
croix (voir en fin de document).
Verser d’abord dans le bécher la solution de
thiosulfate de sodium puis l’eau ;
Déclencher le chronomètre à l’instant où la
solution d’acide chlorhydrique est versée dans
le bécher.
Mélanges
Quel est le réactif dont la concentration a varié ?
Quelle est l’influence d’une telle variation sur la vitesse d’apparition du soufre ?
1
2
3
4
Solution d’HCl
5 mL
5 mL
5 mL
5 mL
2) Influence de la température
Eau distillée
40 mL
30 mL
20 mL
10 mL
Solution de Na2S2O3
10 mL
20 mL
30 mL
40 mL
Réaction étudiée
Il s'agit de l’oxydation (réaction lente) de
l’acide oxalique ou éthanedioïque H2C2O4 (aq)
(HOOC-COOH) par l’ion permanganate
+
MnO4–(aq) en milieu acide H (aq) (l’acide
oxalique est un acide faible, donc insuffisant
pour acidifier lui-même le milieu réactionnel).
Cette réaction appartient à la famille des
oxydoréductions entre les couples :
MnO4–(aq) / Mn2+(aq).
CO2 (g),H2O / H2C2O4 (aq).
Protocole
On réalise la même expérience à des températures différentes.
Concentration initiale :
[H+]0 (mol.L-1)
Concentration initiale :
2–
[S2O3 (aq)]0 (mol.L-1)
t (s)
Remarque
L’instant initial, date t = 0, est le début de la réaction.
Sur base de VP165
1/2
LES FACTEURS CINETIQUES
Terminale S
F. Lesage
Mettre à chauffer l’eau afin de l’avoir à votre disposition rapidement.
Remarques
On verse en dernier le permanganate. C’est le début de la réaction : t = 0.
On mesure le temps nécessaire à la décoloration c’est-à-dire à la disparition de la quantité de
matière en MnO4–(aq).
Dans le tube à essai, verser successivement :
10 gouttes d’acide sulfurique puis 5 mL de solution d’acide oxalique à 5.10-2 mol.L-1 et enfin
2 mL de solution de permanganate à 2.10-3 mol.L-1
Exploitation
Montrer que l’équation-bilan est :
5 H2C2O4 (aq) + 2 MnO4–(aq) + 6 H+(aq) → 10 CO2 (g) + 2 Mn2+(aq) + 8 H2O(l)
Compléter le tableau suivant :
θ (°C)
t (s)
Que peut-on conclure sur l’influence de la température sur la durée de la réaction ?
Sur base de VP165
X
X
Matériel et solutions
Bureau
Acide oxalique à 5.10-2 mol.L-1
Permanganate de potassium à 2.10-3 mol.L-1
Thiosulfate de sodium à 2,5.10-1 mol.L-1
Acide chlorhydrique à 1 mol.L-1
Acide sulfurique concentré à 6 mol.L-1
Glace
1 burette de 50 mL (pour l’acide concentré)
1 grand cristallisoir (pour la glace)
5 béchers de 50 mL
Groupe
1 pissette d'eau distillée
3 béchers de 100 mL
3 tubes à essais
2 béchers de 250 mL (en verre)
1 pipette graduée de 5 mL
1 propipette
1 éprouvette graduée de 10 mL
1 éprouvette graduée de 25 mL
1 éprouvette graduée de 40 mL
1 pissette d’eau distillée
1 plaque chauffante
1 thermomètre (jusque 110°C)
1 chronomètre
2/2