2.2 Protocole de la réaction
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Nom(s) – Prénom(s) : Activité 2 expérimentale Compétences évaluées 3–4–5–6–7–8 .................................................................. .................................................................. Étude de la cinétique d’une réaction chimique .................................................................. Classe : .................Rentré le : .................. Travail de labo (éventuel) : ...................... Introduction Soin et orthographe : ............/ La cinétique chimique se propose d’étudier l’évolution des systèmes chimiques au cours du temps. Par les méthodes chimiques, on mesure directement par dosage la concentration d’un réactif ou d’un produit à différents instants en faisant des prélèvements. On doit stopper la réaction dans le prélèvement par dilution ou refroidissement. Ce sont des méthodes destructives. Rapport : ............../ 5 20 Correction pour le ..................................... Objectif Déterminer la vitesse de formation de l’iode au cours de la réaction entre les ions peroxodisulfate et les ions iodure : 2 1 S2O8 2I 2 2SO4 I2 (équation 1) Principe Pour suivre l’évolution de la réaction, on dose le diiode formé dans des prélèvements effectués à différents instants dans le milieu réactionnel. Le diiode est dosé à l’aide d’une solution de thiosulfate de sodium en présence d’empois d’amidon : Ce qu'il faut savoir (Voir cours) Définir la vitesse moyenne d’une réaction par la vitesse de disparition d’un réactif ou d’apparition d’un produit. Calculer une vitesse de formation ou de disparition à partir d’une courbe expérimentale. Exploiter une série d’expériences. But d’un dosage Le but d'un dosage est de déterminer la concentration d'une espèce chimique. Comment réaliser un dosage ? On fera réagir l’iode , de concentration C1 inconnue, avec une solution de thiosulfate de sodium de concentration C2 connue : .................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... La réaction de dosage La réaction entre A et B doit être unique : on doit être certain que B ne réagit qu'avec A totale : on doit être certain que tout B introduit a réagi avec A rapide : on doit être certain que B introduit a fini de réagir avec A. L'équivalence Nous utilisons un volume connu VA de la solution étudiée à doser qui contient une quantité de A telle que nA. D:\841050703.doc Page 1 L'espèce B dosante (dans la burette graduée) introduite réagit avec A. Pour un volume VB final ajouté, A a totalement disparu. Compte tenu du bilan, nous pourrons écrire : nA initialement présents (=CAVA) = nB versés (=CBVB) La situation où l'on a introduit la quantité de matière de B juste nécessaire pour assurer la disparition complète de A est appelée "équivalence". A l'équivalence, nous aurons donc : CAVA = CBVB Pour déterminer expérimentalement le volume B à l'équivalence, nous avons besoin d'un indicateur coloré qui marquera la fin de réaction. Celui-ci peut être le changement de couleur d'un indicateur coloré ajouté au départ de la réaction (ici, l’empois d’amidon). Dans notre expérience (équation 1), nous aurons à doser l’iode formé : 2 2 1 I2 2S2O3 S 4O6 2I Lecture molaire de la réaction : ............................................................................................................................. Etablir la relation entre le nombre de moles de thiosulfate ajoutées et le nombre de moles d’iode présentes dans l’échantillon : ................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ Cette réaction de dosage est rapide et totale : ........................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ 1 – Matériel et réactifs Attention aux normes de sécurité et d’hygiène. Lecture des pictogrammes et des codes de sécurité. Solutions aqueuses de thiosulfate de sodium 0,005 M, d’iodure de potassium 0,5 M et de peroxodisulfate de sodium 0,1 M et de l’eau distillée glacée, une solution aqueuse d’iode 0,1 M, empois d’amidon. Une burette graduée 50 mL, un berlin de 100 mL, une pipette de prélèvement (pour 40 mL) avec une poire d’aspiration, un erlenmeyer 100 mL, des tubes à essai, un chronomètre. 2 – Manipulations 2.1 Test d’identification Ce test est purement qualitatif. Dans un tube à essai, verser quelques mL d’une solution aqueuse d’iode 0,01 M. Y ajouter quelques gouttes d’empois d’amidon. Ensuite, ajouter progressivement quelques mL d’une solution aqueuse de thiosulfate de sodium 0,01 M. 2.2 Protocole de la réaction Préparer 100 mL d’une solution aqueuse de thiosulfate de sodium 0,005 M. D:\841050703.doc Page 2 Remplir la burette graduée de 50mL d’une solution de thiosulfate de sodium 0,005 M après s’être assuré, avec quelques mL de la solution dosante, que le robinet est en bon fonctionnement Les burettes graduées sont rincées immédiatement après usage avec une pissette d’eau et mises à sécher en les retournant avec le robinet ouvert pour laisser l’eau descendre. Dans un berlin de 100 mL, verser, à l’aide d’une pipette surmontée d’une poire d’aspiration (tester au préalable), 40 mL d’une solution aqueuse d’iodure de potassium 0,1 M. Prélever, à l’aide d’une pipette surmontée d’une poire d’aspiration, 10 mL d’une solution aqueuse de peroxodisulfate de sodium 0,1 M. Les pipettes de prélèvement sont rincées immédiatement après usage avec une pissette d’eau et mises à sécher en les retournant sur le support bleu prévu à cet effet sur l’appui de fenêtre.. Déclencher le chronomètre au temps t = o au moment d’ajouter les 10 mL de peroxodisulfate de sodium aux 40 mL d’iodure de potassium. Dans un erlenmeyer 100 mL, verser 50 mL d’eau distillée glacée et ajouter quelques gouttes d’empois d’amidon. Au moment t = 5 min, prélever, à l’aide d’une pipette, précisément 2 mL du mélange réactionnel (bien homogénéisé !). Bien agiter. Placer l’erlenmeyer sous la burette graduée et ajouter le volume V de la solution aqueuse de thiosulfate de sodium nécessaire pour obtenir la décoloration. Faire un prélèvement toutes les 5 min et doser l’iode présent dans les différents échantillons. Veiller à rincer correctement les ustensiles et verreries utilisées à répétition pour les différents dosages. 3 – Observations 4 – Résultats Les résultats des dosages seront consignés dans un tableau et portés en graphique. 5 – Interprétations Quelques questions pour démarrer l’interprétation… Pourquoi verse-t-on une grande quantité d’eau glacée dans l’erlenmeyer avant d’y ajouter le prélèvement ? Quelle relation existe-t-il entre la vitesse moyenne de formation de l’iode et la vitesse moyenne de disparition des ions iodure ? Déterminer la vitesse de formation de l’iode aux temps t = 5 min, t = 10 min … Quand la réaction est-elle totale ? Les réactifs de la réaction étudiée sont-ils en proportions stoechiométriques ? Et bien d’autres encore… 6 – Conclusion(s) D:\841050703.doc Page 3
