Suivi temporel d’une transformation

1. Suivi temporel d’une transformation Etude cinétique de la réaction de dismutation de l'eau oxygénée - Reunion 2007 – Sur http://labolycee.org/

2. I- Ce que l’on cherche à obtenir : • Exemple: évolution de la réaction de I- avec S2O82-. • On peut s’intéresser à: • la disparition de I- et de S2O82- • L’apparition de SO42- et/ou l’apparition de I2 → La réaction de I2 avec les thiosulfates nous permet de doser les I2: méthode chimique (chimie=science des réactions entre espèces) Voir TP : titrage → la couleur spécifique de I2nous permet de faire une mesure de [I2] par spectrophotométrie (voir TP facteurs cinétiques): Méthodes physique Autres exemples: conductimètrie, pHmétrie

3. II- suivi par titrage: Dosage de I2 par les thiosulfates: 1) relation à l’équivalence

4. 2) résultats

5. III- methode physique: la spectrophotométrie 2) pHmètrie 3) la conductimétrie: rappel de 1ereS Exemple de l’hydrolyse du chlorure de tertiobutyle C(CH3) Cl(aq) + H2O (l)  C(CH3) OH(aq) + H+(aq) + Cl –(aq)

6. Extrait du bbnoel 2009 • La réaction se passe en 2 étapes. La première est schématisée ci après : (la double flèche indique que ça se produit dans les 2 sens, il y a équilibre, ça n’a pas d’importance pour ce qui nous concerne) a- Quelle type d’interaction est responsable de la "fuite" de l’ion Cl- dans le milieu aqueux ? Quelle molécule en est la cause ? c’est l’intéraction électromagnétique. c’est la molécule d’eau qui est responsable

7. 4) Évolution de [tBuCl] : Plus [tBuCl] est grande plus le nombre de tBuCl qui disparait est grand, donc plus la vitesse de disparition est grande. petite variation de [tBuCl] Grande variation de [tBuCl] t1 t2 → notion de vitesse de réaction

8. IV- vitesse volumique • 2) Détermination de la vitesse de réaction : la valeur de dx/dt est obtenue en évaluant le coefficient directeur de la tangente à la courbe x = f(t) à la date t.

9. Méthode de détermination de la vitesse volumique: • tracer la tangente à x = f(t) à la date t • Calculer le coefficient directeur de cette tangente • Diviser par le volume de la réaction les coefficients directeurs des tangentes à la courbe diminuent au fur et à mesure du temps, donc : Au cours d’une transformation, la vitesse volumique de réaction diminue et tend vers 0 quand t tend vers l’infini. v0>v15

10. x x max x max /2 t t1/2 V Temps de demi-réaction : • Définition : Le temps de demi-réaction (t1/2) correspond au temps nécessaire pour que l’avancement soit parvenu à la moitié de sa valeur finale. VI- interprétation microscopique de l’évolution des espèces • 1) Des chocs efficaces : Pour qu’une transformation chimique ait lieue, il faut que les entités chimiques des réactifs subissent des chocs efficaces. Ceci est le cas lorsque l’énergie des entités est suffisante pour permettre de rompre leurs liaisons.

11. inefficaces Exemple de la réaction NH3+HCl→ NH4Cl efficaces 2) Facteurs cinétiques Plus la fréquence de chocs est grande, plus il y aura une forte probabilité de chocs efficaces, plus la vitesse de la réaction sera grande. Donc: La vitesse d’une transformation croît lorsque la température croît. La vitesse d’une transformation est d’autant plus grande que la concentration molaire des entités réactives est grande.

12. 3) Vers l’équilibre Les chocs sont dépendants des déplacements des entités chimiques, ils sont aléatoires (mouvement Brownien). • Réaction inverse : Ainsi il est possible que se déroulent des chocs efficaces entre les molécules des produits (précédemment formés), ce qui les transforme en molécules de réactifs : la réaction directe et la réaction inverse ont lieu simultanément dans le système. • Equilibre : • Lorsque les vitesses des réactions directes et inverses sont égales, le système n’évolue plus, on atteint un équilibre