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PROBLEME A RESOUDRE n° 2-B : Exemples de transformations chimiques lentes

 

ENONCE :


Partie A : Questions de cours

· A.1- Rappeler la définition d'un réducteur, d'un oxydant, d'un couple oxydant / réducteur.

· A.2- On considère qu'une transformation chimique est lente si elle dure plus d'une seconde.

Les transformations suivantes sont-elles lentes ou rapides ?

A.2-1- Action d'une solution de nitrate d'argent sur une solution de chlorure de sodium.

A.2-2- Action de l'air humide sur un morceau de fer (formation de rouille).

· A.3- Facteurs cinétiques

Qu'est-ce qu'un facteur cinétique ?

Citer trois facteurs cinétiques.


Partie B : Eau oxygénée

L'eau oxygénée H2O2 intervient dans deux couples d'oxydoréduction H2O2 / H2O et O2 / H2O2

· B.1- Ecrire les demi-équations électroniques correspondant à ces deux couples.

· B.2- Montrer que, spontanément, l'eau oxygénée peut se décomposer suivant la réaction d'équation :

2 H2O2 (aq) = 2 H2O (liq) + O2 (g)

Quelle est la signification des indices (aq), (liq) et (g) ?

· B.3- L'eau oxygénée domestique se conserve dans un flacon fermé imperméable à la lumière car ce facteur accélère la décomposition.

Un flacon de 100 mL d'eau oxygénée de concentration 1,0 mol / L est resté ouvert. Le dioxygène se dégage lentement.

Calculer, en mole, la quantité initiale d'eau oxygénée.

Construire le tableau d'avancement de la réaction.

· B.4- Calculer le volume maximal de dioxygène qui peut se dégager.

Dans les conditions de l'expérience le volume molaire gazeux est Vm = 25 L / mol.

· B.5- La réaction est-elle terminée lorsqu'il s'est dégagé 0,04 mol de gaz ?

· B.6- Le flacon d'eau oxygénée doit, de préférence, être conservé dans un endroit frais. Pourquoi ?


Partie C : Réduction de l'eau oxygénée par les ions iodure.

Les ions iodure I - sont oxydés par l'eau oxygénée suivant la réaction d'équation :

H2O2 (aq) + 2 I - (aq) + 2 H + (aq) = I2 (aq) + 2 H2O (liq)

On réalise, à partir d'une solution d'eau oxygénée, d'une solution d'iodure de potassium et d'une solution d'acide sulfurique les expériences simultanées suivantes :

Expérience

1

2

3

4

Volume d'eau oxygénée (mL)

20

10

10

20

Volume d'iodure de potassium (mL)

10

10

5

10

Volume d'acide sulfurique (mL)

5

5

5

5

Volume d'eau ajoutée (mL)

0

10

15

0

Température (° C)

20

20

20

40

· C.1- Quel est le rôle de l'eau ajoutée dans les expériences 2 et 3 ?

· C.2- La couleur jaune du diode s'accentue plus rapidement dans l'expérience 1 que dans l'expérience 2. Pourquoi ?

· C.3- La couleur jaune du diode s'accentue plus rapidement dans l'expérience 2 que dans l'expérience 3. Pourquoi ?

· C.4- La couleur jaune du diode s'accentue plus rapidement dans l'expérience 4 que dans l'expérience 1. Pourquoi ?


Après avoir résolu ce problème, consultez la solution type.

 

A VOIR :

Problème résolu n° 2-A : Action lente de l'acide sulfurique sur une fonte - Dosage rapide, par manganimétrie, de la solution ferreuse obtenue.

Problème n° 2-B ci-dessus (à résoudre) : Exemples de transformations chimiques lentes.

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