CINETIQUE BAC 1

CINETIQUE BAC 1

Classes 4ème M, Sc Exp Kassis Mohamed Boussarsar Aédi BAC UNISIENS Cinétique chimique Lycée Pilote de Sfax EXERCICE : 1 On étudie, à une tem la réaction de décom or 12 Sni* to View OOC, la cinétique de ydrogène 2 H202 (ou eau oxygénée) H202 d’equation . 02 + 2 H20 On dispose de dix erlenmeyers numérotés de 1 à 10 contenant chacun 10 mC d’une solution aqueuse d’eau oxygénée correspondant à 5. 10-4 mol de H202.

A l’instant t O, correspondant au déclenchement du chronomètre, on introduit simultanément dans chacun des dix erlenmeyers environ 1 mL d’une solution de sulfate de f er (Ill) oncentrée. 10) Préciser le rôle joué par les ions de fer (Ill) dans la réaction de décomposition de H202. 20) On dose la quantité de H202 restant dans chacun des erlenmeyers aux instants indiqués dans le tableau suivant : Le dosage a lieu, en milieu acide et en présence d’eau glacée ; par une solution de permanganate de potassium (K+, Mn04- ) de Indiquer sur la figure -1 la méthode utilisée. – Comment varie cette vitesse au cours du temps ? Quel est le facteur cinétique responsable de cette variation ? 30) Déterminer la valeur du volume

Désolé, mais les essais complets ne sont disponibles que pour les utilisateurs enregistrés

Choisissez un plan d'adhésion
V1 de la solution de permanganate de potassium nécessaire au osage de la quantité restante de H202 à tl = 10 mn. EXERCICE no : 2 (C-OI) On donne la masse molaire moléculaire du carbonate de calcium M (Cac03) 100 g. moe-l. A l’instant t = O on verse, sur un échantillon de carbonate de calcium solide Ca C03 (solide) de masse m, une solution aqueuse d’acide chlorhydrique.

L’équation de la réaction supposée totale qui a lieu est : CaC03 (Sd) + 2 H30+ + 2ce +2 ce -+ 3H20 + c02 Œ) Ca2+ On maintient le mélange réactionnel à température constante et a l’aide d’un dispositif expérimental approprié, on récupère le dioxyde de carbone (C02) dégagé et on mesure son volume. Cette démarche expérimentale permet de tracer la courbe donnant la variation du nombre de moles de C02 formé (nC02 ) en fonction du temps t. (figure -b- Définir la vitesse instantanée v de la réaction. Expliquer qualitativement, en indiquant sur la figure -1 la méthode utilisée, comment varie cette vitesse v au cours du temps.

Préciser le facteur cinétique responsable de cette variation 20) En admettant que la fin de la réaction correspond à une disparition de I échantillon de PAGF 12 de m. EXERCICE (p-03) L’oxydation des ions iodure par les ions peroxodisulfate est une éaction lente et totale d’équation : 52082- 12 S042- On mélange 25 ml- d’une solution d’iodure de potassium KI de concentration Cl = 0,2 mol. L -1, 5 mL d’une solution très diluée d’empois d’amidon et un volume V d’une solution de thiosulfate de sodium Na2S203 de concentration C.

A l’instant t = O, on ajoute au mélange 25 mL d’une solution de peroxodisulfate de potassium de concentration C2 = mol. L-1 Le temps At au bout duquel apparait une coloration bleue dans la solution est égal à 21 s. La température du mélange réactionnel est égale à 240 C . On rappelle que la réaction de dosage de 12 par les ions hiosulfate est une réaction totale et instantanée d’équation : 2 S2032- + S4062— (2) 21- | 0) a- Montrer que le nombre de moles An de peroxodisulfate réduit pendant At est égal à ; 2 Calculer An sachant que C = 0,01 mol. L-1 et V = 10 mL. – Calculer la concentration de S2082— dans le mélange à t – 21 s. 20) On reprend l’expérience précédente pour une température du mélange égale à 400c. Préciser, en le justifiant, si le temps At mesure est inférieur, supérieur ou égal à 21 s. EXERCICE no (C-04) 19 2 Les ions thiosulfate réduisent le diiode len ions iodure selon la éaction rapide et totale d’équation bilan A la date t = O, et à une température fixe, on mélange un volume V1 = 50 mL d’une solution aqueuse de peroxodisulfate d’ammonium de concentration molaire Cl = 5. 10-2 mol.

L- 1 un volume V2 = 50 mL d’une solution aqueuse d’iodure de potassium (K, l) de concentration molaire C2 1,6. 10-1 mol. L-1. Quelques gouttes d’empois d’amidon fraichement préparé (on rappelle que l’empois d’amidon colore en bleue une solution contenant du di10de même en faible quantité). Des prélèvements de même volume V = 10 mu effectuées ? artir du mélange réactionnel, sont introduits très rapidement dans 9 erlenmeyers numérotés de 1 à 9. A la date tl = Imin, on ajoute environ 50 mL d’eau glacée au contenu de l’erlenmeyer nol et on dose la quantité de diiode Iformée par une solution de thiosulfate de potassium 2K).

Les contenus des autres erlenmeyers sont soumis au même dosage aux dates t2 2min, t3 3min t9 9min ce qui permet de tracer la courbe correspondant à la concentration en ions iodure restant en fonction du temps. Elle est représentée sur la figure-2 2 (température, catalyseur et concentration des réactifs) ceux qui sont esponsables de ce ralentissement. b- La figure -1 correspond au dispositif de dosage. Compléter les quatre espaces en pointilles de cette figure. c- Ce dosage consiste à ajouter progressivement la solution dosante jusqu’a l’équivalence.

Quelle obsep. ation, faite à l’œil nu, nous permet de dire que le dosage est terminé et qu’il faut Mettre fin à l’ajout de la solution dosante ? 20) Définir la vitesse instantanée de la réaction et déterminer sa valeur en mol. L-1. min-1 à la date tl -Imin. 30) a- préciser, en le justifiant, le réactif Ilm•tant (ou réactif en défaut). – Déterminer les concentrations relatives à chacune des espèces chimiques présentes en solution en fin de réaction EXERCICE no : 5 (P-05) On donne : les masses molaires atomiques suivantes : M(K) = 39,1 g. oe-l M(I) = 126,1 g. moe-l Lioxydation des ions iodures par les ions peroxodisulfate est une réaction totale et lente d’équation bilan . Le diiode 12 est de couleur jaune-brunâtre. Expérience -1 On dispose de deux béchers (A) et (B) correspondant à la description de la figure -1 . A la date t = O on mélanee PAGF des deux béchers. justifiant, lequel des deux caractères de la réaction (1), lente ou otale, est confirmée par cette observation. 0) Détermination de la quantité de di10de formée à différentes dates t : On effectue régulièrement, à partir du mélange réactionnel, un prélèvement de 10 mL auquel on ajoute de l’eau glacée puis on y détermine la quantité de diiode formée à l’aide d’un dosage approprié. Ceci permet de tracer la courbe : [1-1 f(t) représentée sur la figure -2. a- Préciser si t correspond à : La date à laquelle est effectuée la dilution du prélèvement avec de l’eau glacée La date à laquelle l’équivalence est atteinte au cours du dosage. – ‘un des deux réactifs est en défaut.

Déduire à partir du graphe, s’il s’agit de ou de . c- Déterminer en moe. L-1. s-1 la vitesse volumique de la réaction à la date t O. La méthode utilisée sera indiquée sur la courbe de la figure -2. Expérience -2 On refait l’expérience précédente en procédant de la manière suivante : au contenu du bécher (A), on commence par ajouter 1 ,652 g de cristaux d’iodure de potassium Kl que l’on dissout jusqu’à obtenir une solution limpide et homogène; et à un date t = O, an mélange les contenus des deux béchers. On suppose que la dissolution des cristaux n’a pas entrainé

Un changement du volume dans le bécher (A) qui reste égal à 100mL. 30) Dans le cadre de l’expérience -2, il est question de tracer la courbe [1-1 = f(t) sur la figure -2. Pour cela il est demandé : D’effectuer les calculs nécessaires De comparer, en le justifia justifiant, les vitesses initiales de la réaction dans les deux expériences et d’en déduire un tracé approximatif de la tangente (T 2) à la courbe [1-1 = f(t) à la date t = O. De tracer la courbe. EXERCICE no : 6 (C-07) On étudie la cinétique chimique de la réaction supposée totale et dont l’équation bilan est 4 H20

A l’instant t = O, on mélange à 250C, dans un bécher : 12 + V1 = 100 mL d’une solution aqueuse d’eau oxygénée H202 de concentration Cl = 4,5. 10-2 moe. l_-l V2 = 100 mL d’une solution aqueuse d’iodure de potassium Kl de concentration C2 = 6. 10-2 moe. l_-l. Un excès d’une solution aqueuse molaire d’acide sulfurique ( + | 0) a- Vérifier que les quantités de matière initiale nO(l-) des ions iodure l- et nO(H202) de l’eau oxygénée H202 dans le mélange, à l’instant t = O, sont respectivement 6. 10-3 moe et 45,10-3 moe. c- Montrer que, dans ce mélange, l’ion iodure l- constitue le réactif limitant (en défaut). Déduire la quantité de matière maximale de diiode n(12)max formé à la fin de la réaction. 20) Pour doser le diiode formé, on prélève, à différents instants de date t, un volume V du mélange réactionnel que l’on verse dans un erlenmeyer et que l’on place immédiatement dans un bain d’eau glacée. Puis, on dose rapidement le diiode formé par une solution par une solution de thiosulfate de sodium de concentration con PAGF 7 2 courbe de la figure -1 où la droite (A) en pointillé représente la tangente à la courbe au point d’abscisse tl . a- pourquoi a-t-on placé l’erlenmeyer dans le bain d’eau lacée ? – Définir la vitesse instantanée de la réaction. Calculer sa valeur à l’instant tl = 9 min. c- Cette vitesse va-t-elle diminuer ou augmenter à un instant t2 tel quet2 tl ? Justifier la réponse à partir de l’allure de la courbe (figure 30) Indiquer deux facteurs cinétiques pouvant augmenter la vitesse initiale de la réaction. EXERCICE no : 7 On mélange : (P_09) Une solution aqueuse de peroxodisulfate de potassium de volume V1 = 20mI de concentration molaire Cl Une solution aqueuse de d’iodure de potassium Kl : de volume V2 = 10ml de concentration molaire C2 moe. L-l

Il se produit alors une la réaction totale d’équation : Dans le but de faire une étude cinétique de cette réaction, on déclenche un chronomètre juste à l’instant où on réalise le mélange et on fait régulièrement des dosages du diiode formé, ce qui a permis de tracer la courbe de la figure ci-contre. | 0) Déterminer en quantité de matière, la composition du système à l’état final, en fonction de l’avancement final xf de la réaction. 20) a- Déterminer graphiquement la valeur de l’avancement final xf. b- Montrer que l’iodure de otassium ne peut pas être le réactif limitant. PAGF 19