1S Observer TP.9 (B) : Suivi d`une transformation chimique Objectif

1S
Observer
TP.9 (B) : Suivi d’une transformation chimique
Objectif :
 Utilisation d’un nouvel outil, le tableau d’avancement, pour suivre l’évolution d’une transformation chi mique.
 Utiliser un suivi spectrophotométrique d’une transfor mation chi mique.
On se propose de suivre l’évolution de la transformation chi mique en solution aqueuse entre les ions iodure I - , et les ions
peroxodisulfate S2O 82- selon l’équation-bilan : 2 I- (aq) + S2O 82- (aq) = I 2(aq) + 2 SO 42- (aq)
Couleurs des espèces chi miques en solution :
 Ion iodure I - : Incolore
 Ion peroxodisulfate S2O 82- : incolore
 Molécule diiode I 2 : Jaune-Brun
 Ion sulfate SO 42- : Incolore
La molécule de diiode for mée est la seule espèce colorée qui absor be dans le visible, la transformation peut alors être
suivie par la mesure de l’absorbance A du diiode for mé.
Remarque : la transformation chi mique a lieu entre une solution aqueuse d’iodur e de potassium (K++ I - ) et une solution de
peroxodisulfate de sodium (2Na+ + S2O 82- ), l’équation-bilan citée ci-dessus ne tient pas compte des espèces chimiques
qui ne participent pas à la transformation (Espèces spectatrices).
Matériel utilisé :
 Spectrophotomètre
 Interface d’acquisition + Ordinateur
 Solution d’iodure de potassium de concentration 1,0 mol.L -1
 Solution de peroxodisulfate de sodium de concentration 0,10 mol.L -1
I. Protocol expérimental :
I.1 : Réglage du logiciel LatisPro :
 Relier la sortie analogique du spectrophotomètre à l’entrée analogique EA0 de l'interface l’interface d’acquisition.
 Ouvrir le logiciel LatisPro.

Dans la fenêtre <<Paramètres>>, choisir <<Paramétrage de l’acquisition>>.
 Sélectionner l’entrée EA0
 Dans <<Acquisition>>, choisir :

Temporelle

96 points

Durée totale : 8 min

Déclenchement : Aucune
I.2 : Réglage du spectrophotomètre
 Prélever, à l’aide d’une pipette graduée un volume V1 = 3,0 mL de solution d'iodur e de potassium et la verser dans
une cuve.
 Placer la cuve dans le spectrophotomètre. Sélectionner la longueur d’onde  = 580 nm et régler le zéro avec cette
solution.
 Laisser la cuve en place.
I.3 : Mesures
 Prélever, à l’aide d’une pipette jaugée un volume V2 = 1,0 mL de solution de peroxodisulfate d’ammonium.
 Le plus rapidement possible : vider le contenu de la pipette dans la cuve déjà en place dans le spectrophotomètre,
agiter avec un petit agitateur en verre (le mélange doit être homogène), fer mer le capot du spectrophotomètre
puis, dans la barre d’outils de Latis Pro, cliquer sur l’icône Acquisition.
 Enregistrer la courbe obt enue dans votre espace personnel.
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II. Exploitation
 Effectuer un clic droit de la souris dans la fenêtre du graphique et sélectionner l’opération <<Calibrage>> qui per met
d’obtenir une échelle automatique. Si elle ne convient pas, sélectionner l’opération <<Annuler calibrage>>.
 Cliquer sur l’icône Liste Des Courbes puis double-cliquer sur EA0 et préciser dans le champ <<Nom de l’ordonnée>> :
A et dans le champ <<Unité de l’ordonnée>> : aucune.
 Effectuer un clic droit de la souris dans la fenêtre du graphique et sélectionner l’outil <<Réticule>>.
 Effectuer un deuxième clic doit de la souris dans la fenêtre graphique et sélectionner <<Lié à la courbe>>… A. Puis,
relever, à l’aide du <<Réticule>>, la valeur finale Af de l’absorbance.
 Quitter l’outil <<Réticule>> : effectuer un clic droit de la souris et sélectionner <<Terminer>>.
 Ecrire la relation entre Af et [I2] f, en déduire la valeur du coefficient de proportionnalité k entre l’absorbance et
la concentration de I 2.

Proposer une interprétation de la courbe A = f(t) obtenue.

Si on forme une quantité n(I 2) mol de diiode pendant la transformation chi mique, quelle quantité de matière
n(SO 42- ) en ion sulfate est-il formé ? Justifier.

Comment déter miner la quantité de matière n (I 2) formée à une date t, à partir de la courbe de l’absor bance At ?
Trouver la relation littérale et numérique qui per met ce calcul.

Calculer les quantités de matière initiales en réactifs n 0(I- ) et n0(S2O 82- ).
A partir de la courbe A = f(t), calculer toutes les 30 s la quantité de matière n(I - ), n(S2O 82- ), n(I 2) et n(SO 42- ) , en
mol, des 4 espèces chi miques participant à la transformation chi mique. Compléter le tableau suivant :
0
30
60
90
120
150
180
210
n(I )

n(S2O 82- )
n(I 2)
n(SO 42- )
n(I - )
n(S2O 82- )
n(I 2)
240
270
300
330
360
390
420
450
n(SO 42- )

Soit x la quantité de matière de diiode for mée à une dat e t, on peut alors écrire x = n(I 2). Exprimer, en vous aidant du
tableau ci-dessus, les quantités de matière n(I - ), n(S2O 82- ), et n(SO 42- ) en fonction de x.
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
Compléter les deux premi ères lignes du tableau ci -dessous, appelé <<tableau d’avancement>>.
2 I - (aq)
Equation-bilan
Etat du système
Etat initial
Etat intermédiaire
Etat final
Avancement
x = 0 mol
+
S2O 82- (aq)
=
I 2(aq)
+
2 SO 42- (aq)
Quantité de matière en mol
x augmente
xmax =
mol

Tracer ci-dessous les courbes représentant les variations des quantités de matière n(I - ), n(S2O 82- ), n(I 2) et n(SO 42- )
en fonction de x.

Interpréter l’allure des cour bes (Sens de la pente, intersection avec les axes).

On dit que lors de cette transformation, l’ion peroxodisulfate S2O 82- est le réactif limitant, ou que l’ion iodure I - est
en excès. Expliquer ces deux affir mations.

Monter que ces résultats peuvent se retrouver à l’aide de la dernièr e ligne du tableau d’avancement.
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