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PROBLEME A RESOUDRE n° 2- B : Réaction autocatalytique

 

ENONCE :

 
A la date t = 0, on mélange, dans un bécher, 50 mL. d’une solution acidifiée de permanganate de potassium (K
+ + MnO4 - ), de concentration C1 = 0,0010 mol / L avec 50 mL d’une solution d’eau oxygénée H2O2 de concentration C2 = 0,10 mol / L.


·
1- L’équation-bilan de la réaction s’écrit :

2 MnO4 - + 5 H2O2 + 6 H3O + ® 2 Mn + + + 5 O2 + 14 H2O

Ecrire les demi-équations d’oxydoréduction correspondant à l’équation-bilan ci-dessus. Comparer les forces des espèces oxydantes et représenter les deux couples MnO4 - / Mn + + et O2 / H2O2 sur l’échelle des potentiels standard d’oxydoréduction .


·
2- Calculer la quantité de matière des ions MnO4- présents dans le mélange à la date t = 0, ainsi que la concentration correspondante [Mn04- ] en mol / L.

En déduire la quantité de matière d’eau oxygénée nécessaire pour réduire tout le permanganate.

En a-t-on suffisamment dans le mélange initial ? Y a-t-il un réactif limitant ?


·
3- La courbe ci-dessous représente les variations de la concentration [Mn+ +] en fonction du temps.

Définir la vitesse moyenne de formation de l’ion Mn+ + et déterminer graphiquement sa valeur entre les dates t 0 = 0 s et t 2 = 4,5 s. (revoir la leçon 1)


·
4-
Définir la vitesse instantanée de formation de l’ion Mn+ + et déterminer graphiquement sa valeur aux dates t 1 = 2 s, t 2 = 4,5 s et t 3 = 5,5 s.

Comment varie la vitesse de formation de l’ion Mn+ + au cours du temps ?

Quel phénomène physique met-on en évidence ? Interpréter l’allure de la courbe. (revoir la leçon 2)


·
5- Définir la vitesse instantanée de disparition des molécules H2O2. Calculer sa valeur à la date t2 = 4,5 s en la comparant à la vitesse de formation de Mn+ +.

 

· 6- Temps de demi-réaction. (revoir la leçon 1)

Calculer, après l’avoir défini, le temps de demi-réaction. Citer deux facteurs cinétiques, autres que la catalyse, qui permettraient de diminuer ce temps de demi-réaction.

 

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Correspondance

  

A VOIR :

Problème résolu n° 2-A :  Dismutation de l'eau oxygénée (Bac)

Problème à résoudre n° 2-B ci-dessus : Réaction autocatalytique (Bac)

Problème à résoudre n° 2-C :  Oxydation des ions iodure par les ions peroxodisulfate (Bac)

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