Chim. N° 01

Transformations lentes

et transformations rapides :

Exercices. Correction

 

   

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Programme 2012 :

Temps et évolution chimique : Cinétique et catalyse.

Programme 2012 : Physique et Chimie

 

I -Exercice 16 page 41.

II - Exercice 21 page 42.

 

QCM N° 01 et N° 02
Cinétique chimique
Sous forme de tableau

Temps, cinétique
chimique et catalyse

Sous forme de tableau

Pour aller plus loin : 

Mots clés :

cinétique chimique ; oxydoréduction ; vitesse d'une réaction chimique ; dosage ; facteurs cinétiques ; trempe ; ...

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I- Exercice 16 page 41.

Enoncé :

Le peroxyde d’hydrogène ou eau oxygénée, peut donner lieu dans certaines conditions à une réaction de dismutation. 

Les deux couples mis en jeu sont : couples 1  : H2O2 (aq) / H2O ()  et le couple 2 : O2 (aq) / H2O2 (aq)

1)- Écrire les deux demi-équations électroniques relatives aux couples 1 et 2.

-  Demi-équations électroniques :

2)- Quel est le rôle de l’eau oxygénée dans le couple 1 ? Et dans le couple 2 ?

3)- En déduire l’équation de dismutation de l’eau oxygénée.

Correction :

Le peroxyde d’hydrogène ou eau oxygénée, peut donner lieu dans certaines conditions à une réaction de dismutation. 

Les deux couples mis en jeu sont : couples 1  : H2O2 (aq) / H2O ()  et le couple 2 : O2 (aq) / H2O2 (aq)

1)- Écrire les deux demi-équations électroniques relatives aux couples 1 et 2.

-  Demi-équations électroniques :

-  Couple 1 : 

H2 O2 (aq)     +       2 H +(aq)   +     2 e       =           2 H2O () 

   Ox 

-  Couple 2 :

O2 (aq)     +       2 H +(aq)   +     2 e       =           H2O2 (aq)

   Red           

 

2)- Quel est le rôle de l’eau oxygénée dans le couple 1 ? Et dans le couple 2 ?

-  Dans le couple 1 l’eau oxygénée joue le rôle d’oxydant (Ox) et dans le couple 2, l’eau oxygénée joue le rôle de réducteur (Red).

3)- En déduire l’équation de dismutation de l’eau oxygénée.

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

   Ox                        Red

 

Dismutation

Réaction d'oxydoréduction au cours de laquelle une espèce chimique joue à la fois le rôle d'oxydant et de réducteur (ici l'eau oxygénée H2O2 (aq))

H2O2 (aq) / H2O (ℓ)  et le couple 2 : O2 (aq) / H2O2 (aq)

 

 

II- Exercice 21 page 42. (Revu et corrigé)

Enoncé :

Remarque : le tableau de valeurs a été modifié. Des valeurs ont été ajoutées.

Le 2-chloro-2-méthypropane, que l’on note RCl, réagit avec les ions hydroxyde HO –  selon la réaction d’équation :

R — Cl   +   HO        R — OH   +  Cl

Au départ, le mélange est équimolaire en ions hydroxyde et en R — Cl.

À divers instants, on prélève un volume   V0 = 5,0 mL, du mélange réactionnel que l’on dose par une solution d’acide chlorhydrique de concentration C1 = 0,025 mol / L selon la réaction d’équation : 

H + (aq)  +   HO (aq)  →    H2O (ℓ)

On obtient le tableau de résultats suivants, donnant le volume Vt d’acide chlorhydrique versé nécessaire au dosage aux instants considérés.

t (h)

0,0

0,50

1,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10

V (mL)

10

9,6

8,9

7,6

5,7

4,3

3,1

2,4

[ROH]
mol / L

 

t (h)

12

14

16

18

20

22

24

26

V (mL)

1,8

1,4

1,0

0,80

0,60

0,40

0,40

0,40

[ROH]
mol / L

1)- Déterminer la concentration de l’alcool dans le mélange réactionnel à chaque instant t.

-   Compléter le tableau de valeurs

- En déduiire la valeur maximale de la concentration en alcool. 

2)- Tracer la courbe [ROH] = f (t).

3)- L’expérience précédente est réalisée à 8 ° C. Quelle serait l’allure de la courbe [ROH] = f (t) à 40 ° C ?

 

Enoncé :

Remarque : le tableau de valeurs a été modifié. Des valeurs ont été ajoutées.

Le 2-chloro-2-méthypropane, que l’on note RCl, réagit avec les ions hydroxyde HO –  selon la réaction d’équation :

R — Cl   +   HO        R — OH   +  Cl

Au départ, le mélange est équimolaire en ions hydroxyde et en R — Cl.

À divers instants, on prélève un volume   V0 = 5,0 mL, du mélange réactionnel que l’on dose par une solution d’acide chlorhydrique de concentration C1 = 0,025 mol / L selon la réaction d’équation : 

H + (aq)  +   HO (aq)  →    H2O (ℓ)

On obtient le tableau de résultats suivants, donnant le volume Vt d’acide chlorhydrique versé nécessaire au dosage aux instants considérés.

t (h)

0,0

0,50

1,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10

V (mL)

10

9,6

8,9

7,6

5,7

4,3

3,1

2,4

[ROH]
mol / L

 

t (h)

12

14

16

18

20

22

24

26

V (mL)

1,8

1,4

1,0

0,80

0,60

0,40

0,40

0,40

[ROH]
mol / L

1)- Déterminer la concentration de l’alcool dans le mélange réactionnel à chaque instant t.

-   Concentration de l’alcool dans le mélange réactionnel à chaque date.

-   La réaction de dosage permet de connaître la quantité de matière restante en ion HO   à la date t : 

-   nr (HO ) = ni (HO ) x (t)  avec  ni (HO ) = C1 . Vt = 0 

-   Or lors de l’équivalence : ni (HO ) = C1 . Vt  

-   De plus : n (ROH) = x (t)

-   En conséquence : 

-   n r (HO ) = n i (HO ) x (t)

-   n (ROH) = x (t) = C1 . Vt = 0 C1 . Vt 

-   Tableau de valeurs :

t (h)

V (mL)

[ROH]

::

t (h)

V (mL)

[ROH]

0

10

0,000

::

12

1,8

0,041

0,5

9,6

0,002

::

14

1,4

0,043

1

8,9

0,006

::

16

1,0

0,045

2

7,6

0,012

::

18

0,80

0,046

4

5,7

0,022

::

20

0,60

0,047

6

4,3

0,029

::

22

0,40

0,048

8

3,1

0,035

::

24

0,40

0,048

10

2,4

0,038

::

26

0,40

0,048

 

-   Valeur maximale de la concentration en alcool :

-   

2)- Tracer la courbe [ROH] = f (t).

-   Courbe [ROH] = f (t)

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3)- L’expérience précédente est réalisée à 8 ° C. Quelle serait l’allure de la courbe [ROH] = f (t) à 40 ° C ?

-   Allure de la courbe [ROH] = f (t) à 40 ° C :

-   La courbe se trouve au-dessous de la courbe tracée car une élévation de la température du mélange réactionnel augmente généralement la vitesse de la réaction chimique.

 

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