TP1 : Transformations lentes et transformations rapides








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date de publication30.10.2016
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TP1 : Transformations lentes et transformations rapides

Au cours du TP, vous utiliserez la verrerie et les moyens de protection mis à votre disposition.
Objectifs :


  • Mettre qualitativement en évidence des transformations lentes et rapides et les facteurs cinétiques, température et concentration des réactifs ;

  • Écrire l’équation de la réaction associée à une transformation d’oxydoréduction


I – Une transformation lente suivi à l’œil : Réaction des ions iodure avec l'eau oxygénée .


  • Manipulation :


Verser 50 mL de la solution de iodure de potassium (K+(aq) + I-(aq) ) à 0,20 mol.L-1 dans un bécher.

Ajouter 50 mL d'eau oxygénée (peroxyde d’hydrogène) à 0,01 mol.L-1 acidifiée.

Attendre quelques minutes et observer la coloration du mélange.


  • Exploitation :




  1. Ecrire les demi-équations relatives à chaque couple puis l’équation de la réaction d’oxydoréduction qui se produit dans le bécher.

  2. Quel produit est mis en évidence par l’apparition de la coloration ?

  3. La coloration est-elle immédiate ou progressive ?


II – Influence de la température : Réaction des ions permanganate en milieu acide avec l'acide oxalique



  • Manipulation :



    • Numéroter les deux tubes à essai et les deux béchers,

    • Verser dans chaque tube à essai 10 mL de solution de permanganate de potassium à 0,010 mol.L-1

    • Ajouter 1 mL d'acide sulfurique à 2 mol. L-1

    • Laisser le tube 1 à température ambiante.

    • Placer le tube 2 dans l’eau chaude à environ 40 °C.

    • Verser dans les deux béchers 30 mL de solution d’acide oxalique HO2C-COOH (acide éthanedioïque) de concentration 0,010 mol.L-1

    • Laisser le bécher 1 à température ambiante.

    • Placer le bécher 2 dans l’eau chaude.

    • Déclencher le chronomètre au moment où le contenu de chaque tube est transvasé dans le bécher de même numéro.

    • Noter la durée pour observer la décoloration et compléter le tableau suivant.

bécher

1

2

Δt










  • Exploitation :



Couples mis en jeu : MnO4- (aq) / Mn2+(aq) et CO2(aq) / H2C2O4(aq)


  1. Ecrire les demi-équations relatives à chaque couple puis l’équation de la réaction d’oxydoréduction qui se produit dans le bécher.

  2. Calculer les quantités en ions permanganate et en acide oxalique introduites. Qui est en excés, qui est en défaut ? est ce important pour notre expérience ?

  3. Déduire des durées mesurées, l’influence de la température sur la durée de la transformation.


III – Influence de la concentration initiale d’un réactif : Réaction entre les ions thiosulfate et oxonium




  • Manipulation :




    • Dessiner sous les bécher une croix noire,

    • Dans le 1er bécher, verser 25 mL de solution de thiosulfate de sodium (2 Na+(aq) + S2O32-(aq)) à 0,10 mol.L-1 , dans le 2ème bécher, 25 mL de solution de thiosulfate de sodium à

0,050 mol.L-1.

    • Verser simultanément dans les deux béchers, 25 mL de solution d’acide chlorhydrique (H+(aq) + Cl-(aq)) à 0,10 mol.L-1 et déclencher le chronomètre.

    • Pour chaque bécher, mesurer la durée nécessaire pour que la croix ne soit plus visible.

Bécher

1

2

Δt








  • Exploitation :


Couples mis en jeu : S2O32- (aq) / S(s) et SO2(aq) / S2O32- (aq)


Le soufre obtenu est formé de molécules S8. Ces molécules s’assemblent en paquet et de fait ne laissent pas passer la lumière, mais la rediffuse : un précipité dilué en somme, comme ’de la fumée dans l’eau’. Il est appelé soufre colloïdal



  1. Ecrire les demi-équations relatives à chaque couple puis l’équation de la réaction.

  2. Calculer la concentration initiale des réactifs dans chaque bécher. Quel est le réactif dont la concentration initiale varie d’un bécher à l’autre ?

  3. En comparant les durées des deux expériences, dire quelle semble être l’influence de la concentration initiale d’un réactif sur la durée d’une transformation.


IV– présence d’un catalyseur :


  1. réaction entre les ions iodures et les ions peroxodisulfate




    • Mélanger 10,0 mL de la solution d’iodure de potassium à 0,20 mol.L–1 et 10,0 mL de peroxodisulfate de potassium à 0,1 mol.L–1.

    • Préparer le même mélange mais cette fois en ajoutant au préalable 1ml de solution de sel de Mohr à 10-3 mol.L-1.



  1. décomposition de l’eau oxygénée


L’eau oxygénée se décompose très lentement en eau et en dioxygène. Tellement lente que le dégagement de dioxygène ne se voit pas.

  1. Ecrire l’équation de la réaction . les couples à considérer sont O2/H2O2 et H2O2/H2O . Pourquoi parle-t-on de dismutation ?




  • Ajouter 1mL de la solution de sel de Mohr à 50 mL d'eau oxygénée.

  1. Commentaires ? donner une définition du catalyseur.


Exercices d’entrainement


  • n° 1 : Reconnaître un oxydant et un réducteur





  • n° 2 : facteur cinétique




Partie A : La transformation d’un système chimique est-elle toujours rapide ?

TS χ Chap 01
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