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Spectrophotométrie Document : M.Moppert - CPF - Beyrouth
Corrigé
A.
Ecrire les demi équations correspondant aux couples mis en jeu.
2 H+ + 2 e- + H2O2 = 2 H2O
2 I- = I2 + 2 e-
_______________________________
H2O2 (aq) + 2 H +(aq) + 2 I –(aq) = 2 H2O + I2 (aq)
B.
1. Le mélange réactionnel devient jaune orangé puis brunit peu à peu. Quelle est l'espèce chimique responsable
de cette coloration ?
C'est le diiode I2 qui est responsable de la coloration.
2. a) Sur quelle longueur d’onde m va-t-on régler la source du spectrophotomètre ?
On va régler la source du spectrophotomètre sur la longueur d’onde m = 475 nm qui correspond
au maximum d’absorption du diiode.
b) La valeur de m trouvée confirme-elle la réponse apportée à la question B.1 ?
La valeur trouvée correspond à l’absorption de la radiation bleu ce qui explique la couleur orangée
(complémentaire du bleu) du diiode.
3. a) Pourquoi l'absorbance augmente-t-elle au cours du temps ?
Car la concentration en diiode augmente au cours du temps et, de ce fait, la coloration brune
également.
b) Pourquoi l'absorbance est-elle constante lorsque t est supérieur à 1000 s ?
Car la réaction est terminée.
c) Quels arguments permettent d'affirmer : "Le temps de demi-réaction est le temps au bout duquel l'absorbance
atteint la moitié de sa valeur finale" ?
Le temps de demi-réaction est la durée au bout de laquelle l’avancement atteint la moitié de sa
valeur finale. Si on note x l’avancement, on remarque qu’il est égal à la quantité de matière d’eau
oxygénée consommée ou à la quantité de diiode formé. Comme l’absorbance A ( …) est
proportionnelle à la concentration de l’espèce colorante (cf. énoncé), on en déduit que le temps de
demi-réaction est la durée au bout de laquelle l’absorbance atteint la moitié de sa valeur finale.
d) En utilisant cette affirmation, déterminer graphiquement le temps t½ de demi-réaction.
Amax = 1,1 => A1/2 = 0,55 => (par lecture graphique) t1/2 = 150 s
4. a) Définir la vitesse volumique instantanée de formation du diiode à la date t.
C'est la valeur de la dérivée de la concentration en diiode par rapport au temps à la date
considérée.
b) Déterminer graphiquement sa valeur à la date t = 0 et à la date t½.
Les vitesses cherchées sont égales aux coefficients directeurs des tangentes à la courbe
représentative de la fonction t [I2](t) aux dates considérées.
On trouve : v(I2)0 2,5 x 10-2 mmol.L-1.s-1 et v(I2)1/2 1,0 x 10-2 mmol.L-1.s-1
c) Justifier la variation de cette vitesse au cours du temps.
Au fur et à mesure de l’avancement de la réaction, la concentration des réactifs diminue et donc
la vitesse de la réaction diminue.
d) Quelle sera la vitesse de disparition de l'eau oxygénée aux mêmes dates ?
La vitesse de disparition de l'eau oxygénée aux mêmes dates sera la même que la vitesse
d'apparition du diiode. En effet, dans le même temps, la quantité de diiode qui apparaît est égale
à la quantité d'eau oxygénée qui disparaît (cf. coefficients stoechiométriques).