I- Oxydation des ions iodure et pH d’une solution. (6 pts)

1)- Oxydation des ions iodure par les ions peroxodisulfate (2,5 pts).

La réaction entre les ions iodure I (aq) et les ions peroxodisulfate S2 O82 (aq)

est une réaction lente dont l’équation s’écrit :        

S2 O82 (aq)   +   2 I (aq)      I2 (aq)   + 2 SO42 (aq)

Les ions sont incolores et I2 (aq)  a une teinte jaune – orangé en milieu aqueux.

a)- Proposer une méthode chimique et une méthode physique permettant de suivre

l’évolution de cette réaction au cours du temps.

Lors d’une étude cinétique, on a déterminé, à différents instants, la concentration

en diiode [I2] du mélange réactionnel.

Les résultats sont rassemblés dans le tableau suivant.

t (s)

0

10

20

30

50

70

80

100

120

[ I2 ]

mmol / L

0

1,8

3,3

4,5

6,0

6,9

7,2

7,5

7,7

b)- Tracer la courbe représentative de l’évolution de la concentration en diiode

[I2] du mélange réactionnel en fonction du temps.

Échelles : 1 cm 10 s et 2 cm 1 mmol / L.

c)- Définir la vitesse volumique de réaction v.

d)- Relier la vitesse volumique de réaction v à la concentration en diiode [ I2 ] du

mélange réactionnel.

e)- Déterminer la valeur de la vitesse :

-  À l’instant t = 0 s,

-  À l’instant t = 50 s.

f)- Commenter l’évolution de la vitesse au cours du temps.

2)- pH d’une solution d’acide benzoïque (3,5 pts)

Données :

Acide benzoïque / ion benzoate :

C6H5COOH / C6H5COO

Masse molaire de

l’acide benzoïque :

M = 122 g / mol

 

On prépare une solution d’acide benzoïque en dissolvant une masse m = 1,22 g

d’acide benzoïque (solide blanc) dans de l’eau distillée.

On obtient un volume V = 2,00 L de solution.

a)- Déterminer la valeur de la concentration molaire C de la solution d’acide

benzoïque obtenue.

b)- Écrire l’équation de la réaction entre l’acide benzoïque et l’eau et dresser le

tableau d’avancement de la réaction.

c)- Déterminer une expression de K, constante d’équilibre de la réaction,

 ne faisant intervenir que la concentration molaire C de la solution d’acide benzoïque et le taux d’avancement final τ de la réaction. (0,75)

d)- Que représente cette constante l’équilibre K ?

On donne la valeur de la constante de la réaction étudiée :

K = 6,4 x 10 – 5  à 25 ° C.

e)- Calculer le taux d’avancement final τ de la réaction. Justifier.

f)-  Calculer l’avancement final xf et l’avancement volumique final  de la

réaction.

g)- En déduire la valeur du pH de la solution d’acide benzoïque. Justifier.