CHIMIE

c. Expliquez comment vous prépareriez 20 mL de la solution
de diiode à 5.10 −4 mol . L −1 à partir de la solution
mère (volumes prélevés, verrerie utilisée).
d. La loi de Beer-Lambert est-elle vérifiée ?
3 • Étude cinétique
On suppose que la réaction étudiée admet un ordre partiel
p par rapport aux ions iodure et un ordre partiel n par rapport
aux ions peroxodisulfate.
À l’instant t = 0, on mélange 25 mL de solution d’iodure
de potassium à 0,250 mol . L −1 et 15 mL de solution de
peroxodisulfate d’ammonium à 6,25.10 −3 mol . L −1 .
a. Calculer les concentrations des réactifs juste après le
mélange et avant que ne débute la réaction. Montrer, sans
calcul supplémentaire, que ces conditions initiales permettront
de déterminer l’ordre de la réaction par rapport
aux ions peroxodisulfate. Donner alors l’expression de la
constante apparente de vitesse.
b. En faisant un bilan de matière, déterminer la concentration
en ions peroxodisulfate à un instant t en fonction
de la concentration en diiode à ce même instant .
c. On suppose la réaction d’ordre 1 par rapport aux ions
2−
peroxodisulfate. Établir la fonction de sa concentration [S2O8 ]
qu’il faut tracer expérimentalement pour le vérifier.
4 • Résultats
a. Expliquer brièvement comment à partir de la mesure de
l’absorbance du mélange au cours du temps, on pourra
2−
déterminer à tout instant la concentration en ions S2O8 .
b. On obtient les résultats suivants :
t (min) 0 4 8 12 16
A 0 0,349 0,670 0,940 1,178
Montrer que ces résultats sont en accord avec une cinétique
d’ordre 1. On tracera la courbe adéquate après avoir
présenté un tableau de valeurs.
c. Calculer la constante apparente de vitesse.
22
Cinétique d’oxydation
On étudie l’oxydation d’un composé, le gaïacol (GH) par
l’eau oxygénée en milieu aqueux, tamponné par des phosphates
de telle sorte que le pH soit égal à 7. On obtient le
produit (P) selon la réaction d’équation :
2 OH + 2 H2O2 O
O+ 4 H2O OCH3 H3CO GH P
OCH 3
Vitesses de réaction
La vitesse de cette réaction, très lente à la température
ordinaire, peut être augmentée par la présence d’un catalyseur.
On suit la cinétique de la réaction par spectroscopie
U.V. Pour cela, on mesure l’absorbance A en fonction de
la longueur d’onde l. On enregistre au temps de réaction
t = 0 le spectre I du mélange initial, puis, en fin de réaction,
le spectre F du mélange final.
A
1
0,5
0
(nm)
0
250 350 450
1 • Dans quel domaine de longueur d’onde doit-on se placer
pour suivre au mieux la cinétique de la réaction ?
Justifier.
En se plaçant à une longueur d’onde convenable, on suit
l’apparition du produit (P) en mesurant l’absorbance A en
fonction du temps. En partant de concentrations voisines
en GH et H 2O 2, on obtient la courbe ci-dessous :
A
0,5
0
spectre I
100 200 300
t(s)
2 • Rappeler la loi de Beer-Lambert en précisant la signification
des différents termes et leurs unités.
3 • Donner l’ordre de la réaction par rapport au gaïacol
(GH) et à l’eau oxygénée, ainsi que l’expression de la
vitesse.
4 • Calculer la vitesse d’apparition de (P) en indiquant
l’unité choisie.
Données :
ε max = 2500 L . mol −1 . cm −1 ;
= 1 cm (trajet optique de la cuve).
(D’après Concours Mines Ponts.)
A
1
0,5
spectre F
250 350 450
3
(nm)
EXERCICES
© Hachette Livre – H Prépa / Chimie, 1 re année, PCSI –La photocopie non autorisée est un délit
99