Montage 10
Expériences illustrant la notion de vitesse de réaction et permettant la mesure de sa valeur.
L’aspect énergétique pourra être abordé.
I Facteur cinétique
1) Facteur physique
a- température
matériel: thermostat, thermomètre digital, chronomètre, 6 béchers de 50 mL , cristallisoir
produits: empois d’amidon, solution de KI à 0,1 M ; K2S2O3 à 0,1 M, K2S2O8 à 1M
l’expérience se fera à trois température différentes: 0°C , 20 °C et 40 °C.
solution initiale: 10 mL de KI + 2,5 mL de K2S2O3 (thiosulfate) + 1 goutte d’empois d’amidon
à cette solution on ajoutera 10 mL de peroxodisulfate (K2S2O8) (excès de peroxodisulfate).
l’apparition de la coloration du diiode est très nette grâce à l’empois d’amidon. (l’empois d’amidon est bleu en présence de
I3- mais incolore en présence de I2)
Cette expérience est décrite dans le Bréal page 187 ou dans “ la maison du chimiste ” page 115
remarque:
1)Il est possible de faire une mesure de l’énergie d’activation en chronométrant les temps d’apparition de la coloration.
Cette mesure de l’énergie d’activation ne doit être faite que pour donner un ordre de grandeur. On utilisera pour le calcul
des valeurs de t obtenu à des température bien défini. 0°C et température ambiante. En effet il est rare d’avoir à sa
disposition un bon thermostat.
b- surface de contact
La réaction d’oxydation du fer par le diiode en solution a pour équation bilan:
la réaction ne peut se produire que par contact entre les molécules I2 , libres de se déplacer dans la solution, et les atomes de
fer, fixes dans le solide: ce contact se produit donc à la surface du solide. l’étendue de cette surface constitue le facteur
cinétique par lequel le solide agit sur le déroulement de la réaction. Nous allons le vérifier en montrant que la décoloration
du diiode est beaucoup plus rapide avec de la limaille de fer qu’avec un clou de fer (la masse de limaille utilisée étant égale
à celle du clou)
matériel: deux bécher de 100 mL
produits: un clou en fer, de la limaille de fer, un solution de diiode à 0,01 M
Placer dans les bécher la même quantité de diiode, puis dans le premier le clou et dans le second de la limaille de fer. La
décoloration de la solution doit être plus rapide avec la limaille. (on peut agiter les solutions pour augmenter la vitesse de
réaction).
Remarque :
1) On pourra nettoyer le fer avant l’expérience. En effet le fer se recouvre d’oxyde qui empêche les réactions. On plongera
alors le lou comme la limaille dans de l’acide chlorydrique. Puis on rincera plusieurs fois à l’eau . le fer ainsi décapé réagira
bien mieux !