Ch.16 : TEMPS ET EVOLUTION CHIMIQUE Exercices 14p276

Ch.16 : TEMPS ET EVOLUTION CHIMIQUE
CINETIQUE CHIMIQUE ET CATALYSE
Exercices
14p276 : Suivi spectrophotométrique d'une transfo rmation
Compétences générales Utiliser les TICE - Effectuer un raisonnement scientifique
Cet exercice s'appuie sur des ressources disponibles sur le site élève: www.nathan.fr/siriuslycee/eleve-termS.
Les ions iodure I- réagissent avec les ions peroxodisulfate S2O8- selon la réaction d'équation :
2I-(aq) + S2O82-(aq)  I2(aq) + 2 SO4-(aq)
Le suivi temporel de la transformation est réalisé en mesurant l'absorbance à 400 nm d'un échantillon de volume V de la
solution. Dans le milieu réactionnel, le diiode formé apporte une couleur jaune à la solution. C'est la seule espèce colorée.
Conditions initiales : [I-]0=250 mmol.L-1 ; [S2O82-]0=2,5 mmol.L-1.
a. Télécharger le fichier Excel de l'exercice 14 du chapitre 13. Exploiter les résultats de ce fichier pour déterminer le
temps de demi-réaction.
b. Quels paramètres pourrait-on modifier pour former la même quantité de diiode en une durée plus courte ?
18p277- * Utilisation d'un temps de demi-réaction
Compétence générale Effectuer un raisonnement scientifique
On étudie la décomposition du peroxyde d'hydrogène
H2O2 en présence d'un catalyseur selon la réaction
d'équation:
2H2O2  O2(g)+H2O(l).
Plusieurs expériences ont été réalisées dans des
conditions différentes.
Concentration initiale en Température
H2O2(aq) (mmol.L-1)
(°C)
1
90
24
2
180
24
3
90
28
4
180
28
a. Déterminer, pour chaque courbe, le temps de
demi-réaction.
b. Attribuer chaque courbe à une expérience en
justifiant la réponse.
c. Quelle est l'influence de la concentration initiale en
peroxyde d'hydrogène H2O2 sur le temps de demi-réaction ?
26p279 * * Décomposition du peroxyde d'hydrogène H2O2
Compétence générale Proposer un protocole expérimental
En présence de l'enzyme nommée catalase, le peroxyde d'hydrogène se décompose suivant la réaction d'équation :
2H2O2(aq)2H2O(l) + O2(g).
La transformation est suivie en mesurant au cours du temps le volume de dioxygène dégagé à pression et température
constantes. Les résultats obtenus pour un volume V0 = 10 mL d'une solution de peroxyde d'hydrogène (appelée eau
oxygénée) de concentration C0 = 96 mmol.L-1 sont rassemblés dans le tableau ci-dessous. Le volume est mesuré à une
température de 293 K sous une pression de 10 5 Pa.
Expérience
t(s)
9
18
33
38
47
62
V(mL)
0,7
2,2
4,2
4,7
5,7
6,7
t(s)
79
99
113
125
179
V(mL)
7,7
8,7
9,2
9,7
10,7
a. Proposer un protocole expérimental permettant de récolter le dioxygène et d'en mesurer le volume.
b. Dresser le tableau d'évolution de la réaction.
c. Déterminer l'avancement maximal dans les conditions de l'expérience. En déduire le volume maximal de dioxygène
que l'on peut obtenir.
d. Définir le temps de demi-réaction t1/2. Calculer le volume de dioxygène dégagé à la date t 1/2.
e. Utiliser les résultats pour évaluer t1/2.
f. Comment t1/2 est-il modifié lorsqu'on ajoute de l'enzyme? lorsqu'on diminue la température?
Donnée. Le volume V occupé par une quantité n de gaz sous une pression P et une température T vérifie la relation :
V= nRT/P avec n en mole, T en kelvin, P en pascal, Ven m3 et R = 8,31 USI.

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