concentration dismutation H2O2

[Vox2008]

Bonjour à tous,

J'ai un petit problème dans une question de préparation de TP (étude d'une cinétiqe de réaction par volumétrie).

Les donnée sont les suivantes:

Vm=24 L/m
eau oxygénée à 1 volume


1) A l’aide des couples ox-red de l’eau oxygénée, écrire la réaction bilan de sa dismutation.

J'ai trouvé ce qui suit: 2 H2O2= 2H2O + O2

2)On dispose d’une eau oxygénée à 1 volume. En vous aidant de la définition précédente ainsi que
du volume molaire, calculer la concentration initiale C(H2O2)mère de cette solution.

Là je bloque complétement... comment peut-on calculer une concentration avec si peu de données?!...


Je vous serai très reconnaissante de bien vouloir m'aider... je suis dépassée par les événements lol...
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[HarleyApril]

Bonjour
Une eau oxygénée à un volume, ça veut dire qu'un litre d'eau oxygénée peut libérer un litre de dioxygène (gaz) selon l'équation que tu as écrite.
Comme tu as le volume molaire des gaz, tu peux calculer combien il pourrait y avoir de moles de gaz dégagé à partir d'un litre de solution.
De là à trouver la concentration en eau oxygénée, il n'y a qu'un pas (et un facteur deux).
Cordialement

[Vox2008]

Bonjour
Une eau oxygénée à un volume, ça veut dire qu'un litre d'eau oxygénée peut libérer un litre de dioxygène (gaz) selon l'équation que tu as écrite.
Comme tu as le volume molaire des gaz, tu peux calculer combien il pourrait y avoir de moles de gaz dégagé à partir d'un litre de solution.
De là à trouver la concentration en eau oxygénée, il n'y a qu'un pas (et un facteur deux).
Cordialement

J'ai eu du mal à comprendre... en fait je savais ce que vous m'avez dit mais je ne comprenais pas comment on pouvait faire des calculs de quelque chose à l'état initial en utilisant quelque chose qui n'existe pas encore (O2) lol...

Maintenant je pense avoir compris, pourriez-vous me dire si c'est juste, svp?...


On sait que:

Vi(H2O2)=Vf(O2)

ni(H2O2)/Ci(H2O2)=Vf(O2)

donc Ci(H2O2)=ni(H2O2)/Vf(O2)

{ H2O2 est le seul réactif donc à la fin de la réaction il disparaît entièrement, à l'état final on a donc:

ni(H2O2)-2x=0

donc x= ni(H2O2)/2

et nf(O2)=x

donc 2nf(O2)=ni(H2O2) }

On obtient donc:

[TEX]Ci(H2O2)=2nf(O2)/Vf(O2)

Or comme Vm=Vf(O2)/nf(O2) =====} nf(O2)= Vf(O2)/Vm

D'où Ci(H2O2)= [2Vf(O2)/Vm]/Vf(O2)

=====} Ci(H2O2)= [Vf(O2)/Vm]

On procède pour un volume Vf(O2)= 1 L


A.N: Ci(H2O2)= 1/24


Ci(H2O2)= 4.10^-2 mol.L-1




Verdict?...

Merci...

[invite5e2d695b]

Non ArleyApril t'a déjà expliqué le raisonnement à adopter !!!

Pour 1 litre de solution H₂O₂ tu dégages 1 litre de O₂. (définition de 1 volume)
Donc pour un litre de solution tu dégages 1 / 24 = 0,042 mol (car 1 mole de O₂ fait 24 L).

Or d'après l'équation bilan, tu as n_H2O2 = 2 x n_O2

Donc n_H2O2 = 0,042 x 2 = 0,084 mol.

Depuis le début on raisonne pour un litre de solution de H₂O₂ donc tu as une concentration de 0,084 mol.^L-1

[A voir en vidéo sur Futura]

[Vox2008]

Ne vous énervez pas... je n'avais pas compris le raisonnement, enfin je croyais que si mais visiblement non...

J'ai compris maintenant...

Euh par contre est-ce que vous pourriez m'expliquer ce qui ne va pas dans la façon dont moi j'ai procédé? Je veux dire je vois bien que c'est faux mais je ne comprend pas pourquoi...

Désolée si j'abuse de votre patience et de votre générosité mais j'aimerais comprendre...

Merci :s

[invitec54a863f]

On sait que:

Vi(H2O2)=Vf(O2)

je pense qu'elle est là ton erreur. d'où tu sors que tes volumes sont identiques???
surtout que H2O2 est un liquide et O2 est un gaz. ca m'étonnerai que le volume du gaz dégagé soit égale au volume de solution

[Vox2008]

Ben une solution à 1 volume ça veut bien dire qu'un litre de H2O2 donne un litre de O2 non?...

Ben si il y'a deux litres de H2O2 il se formera 2 litres de 02 et ainsi de suite...?

voilà comment j'ai raisonné pour dire que les deux volumes étaient égaux...


Pourquoi c'est faux?

[invitec54a863f]

Ben une solution à 1 volume ça veut bien dire qu'un litre de H2O2 donne un litre de O2 non?...

Ben si il y'a deux litres de H2O2 il se formera 2 litres de 02 et ainsi de suite...?

voilà comment j'ai raisonné pour dire que les deux volumes étaient égaux...


Pourquoi c'est faux?

avais pas vu cette donnée. donc l'erreur ne vient pas de là

[Vox2008]

lol au moins quelque chose où je ne me suis pas trompée lol...

Une autre proposition? lol

[invite5e2d695b]

Ton raisonnement est faux !!!

En partant comme toi :

V_H2O2 = V_O2 ----> équation 1

De plus, n_O2 = V_O2 / V_m

donc V_O2 = n_O2 x Vm

tu remplaces V_O2 trouvé ci dessus dans l'équation 1 :

n_H2O2 / C_H2O2 = n_O2 x Vm ----> équation 2

Or d'après l'équation bilan n_H2O2 = 2n_O2

Tu remplaces dans l'équation 2:

2n_O2 / C_H2O2 = n_O2 x Vm

ce qui te fais C_H2O2 = 2n_O2 / (n_O2 x Vm)

en simplifiant par n_O2 il te reste :

C_H2O2 = 2 / Vm = 2 / 24 = 0,084 mol. L^-1

[invite5e2d695b]

D'où Ci(H2O2)= [2Vf(O2)/Vm]/Vf(O2)

=====} Ci(H2O2)= [Vf(O2)/Vm]


Elle est là ton erreur !!!!!
tu as supprimer 2 au numérateur et V_O2 au dénominateur

Rappel de maths de 3ème : pour simplifier une fraction, tu dois simplifier au numérateur et dénominateur par le même nombre !

Ici tu dois simplifier par Vf(O2) ça te donne bien Ci(H2O2) = 2 / Vm

[Vox2008]

D'où Ci(H2O2)= [2Vf(O2)/Vm]/Vf(O2)

=====} Ci(H2O2)= [Vf(O2)/Vm]


Elle est là ton erreur !!!!!
tu as supprimer 2 au numérateur et V_O2 au dénominateur

Rappel de maths de 3ème : pour simplifier une fraction, tu dois simplifier au numérateur et dénominateur par le même nombre !

Ici tu dois simplifier par Vf(O2) ça te donne bien Ci(H2O2) = 2 / Vm

ah mais oui je suis idiote!

Non mais en fait je vois le processus mental par lequel je suis passée pour faire cette erreur gigantissime lol...

Quand j'ai simplifié mon équation, 2Vf(O2) sur le moment j'ai pensé à Vf(O2)*Vf(O2) c'est pour ça que j'ai enlevé Vf(O2) au dénominateur...

Merci beaucoup, comme quoi les erreurs de calculs les plus bêtes peuvent nous mener loin... mais bon l'essentiel c'est que j'ai compris la méthode... enfin je crois ^^

[Vox2008]

Rah... décidemment ce TP me donne du mal...

Bon voici la suite de l'énoncé:
b) On dispose d’un volume Vtot mL d’une solution de H2O2 à 1 volume. La concentration initiale de
cette solution est C(H2O2)mère. La réaction de dismutation se produisant, C(H2O2)mère va évoluer et
on notera C(H2O2)n la concentration en H2O2 à un instant tn. On prélève Vp mL de cette solution.
On dose ces Vp mL de H2O2 à l’aide d’une solution de permanganate de potassium KMnO4 de
concentration C(KMnO4)=2,0.10-2mol.L-1. Soit Véq le volume de KMnO4 versé à l’équivalence.

Dans le volume Vp :
- Déterminer la quantité initialement présente.
- Déterminer la quantité de matière de H2O2 présente à l’instant tn en fonction
de C(KMnO4) et Véq.

Alors voilà je ne comprends pas... on nous demande de déterminer la quantité initialement présente dans Vp puis à l'instant n... sauf que dans l'énoncé il est dit qu'on prélève Vp à l'instant n... alors c'est quoi l'instant initial!!!?

Ensuite je voudrais savoir si on est sensés donner une formule littérale ou un résultat numérique pour la la quantité initialement présente.

Suite des questions:

Dans le volume Vtot :
- Déterminer la quantité initialement présente.

Là il me semble que la concentration est de 8.10^-2 mol.L-1 (calculée ici même) mais pour trouver une quantité de matière il me faut un volume précis... hors ce volume n'est pas précisé... comment faire?

Voilà ce sur quoi je m'étais lancée:

Vm=Vf(O2)/nf(O2) et ni(H2O2)=[h2O2]i*Vtot

==} Vf(O2)=Vm*nf(O2)


Or la solution est à 1 volume donc Vf(O2)=Vtot

Soit: ni(H2O2)=[h2O2]i*Vm*nf(O2)

Le problème c'est que je ne sais pas quelle est la valeur de nf(O2)...

Je suppose que la démarche est également fausse mais je voulais au moins montrer que j'ai fais l'effort de chercher... pour les autres questions aussi mais c'est vraiment des recherches infructueuses alors ça ne sert à rien que je les écrive.

Alors pourriez-vous m'aider svp?... je vous en remercie...

[Vox2008]

up! (je ne sais pas si c'est autorisé lol, mais j'ai vraiment besoin d'aide svp... ça fait trois jours que je suis sur ce TP :s)

[invitec14ae906]

Vp est le volume de la prise d'essai, c'est à dire celui que tu fais à chaque instant tn pour déterminer la concentration de H2O2.
En fonction de l'instant tn où tu le prélèves, tu n'auras pas la même quantité de H2O2.
La quantité initialement présente correspond à t0, c'est à dire que tu connais Vp et C0 donc tu peux calculer la quantité de matière facilement.

Pour la quantité initialement présente je pense que tu peux donner la valeur numérique.

Je ne pense pas qu'on te demande de calculer Vtot à partir du volume d'O2 dégagé au final car il est très facile de mesurer Vtot. C'est un TP que tu prépares ou bien tu l'as déjà réalisé ? Si tu le prépares, Vtot te seras donné lors de la manipulation, tu n'as qu'à faire le calcul littéral en attendant.
Si tu l'as déjà fait, on a certainement dû te dire de prélever un certain volume de solution mère donc tu connais Vtot.

[Vox2008]

Vp est le volume de la prise d'essai, c'est à dire celui que tu fais à chaque instant tn pour déterminer la concentration de H2O2.
En fonction de l'instant tn où tu le prélèves, tu n'auras pas la même quantité de H2O2.
La quantité initialement présente correspond à t0, c'est à dire que tu connais Vp et C0 donc tu peux calculer la quantité de matière facilement.

Pour la quantité initialement présente je pense que tu peux donner la valeur numérique.

Bien, merci beaucoup, je crois avoir compris le principe...

On a la même concentration dans le volume total que dans le volume prélevé pour t=0 donc ni(H202)p = Ci(H20)tot*Vp

Sauf que je n'ai pas Vp en données... donc je ne peux pas donner de valeur numérique...

Je ne pense pas qu'on te demande de calculer Vtot à partir du volume d'O2 dégagé au final car il est très facile de mesurer Vtot. C'est un TP que tu prépares ou bien tu l'as déjà réalisé ? Si tu le prépares, Vtot te seras donné lors de la manipulation, tu n'as qu'à faire le calcul littéral en attendant.
Si tu l'as déjà fait, on a certainement dû te dire de prélever un certain volume de solution mère donc tu connais Vtot.

C'est un Tp que je prépare...
Pour le calcul littéral ce serait tout bêtement: ni(H202)tot = Ci(H20)tot*Vtot ???
En fait à force de nous demander des choses compliquées on ne sait plus ce qu'il faut faire... et quand on nous demande "déterminer" pour moi ça veut dire trouver une valeur, hors il semblerait que non... rahlala quelle joie d'être en S...

[invitec14ae906]

Tout à fait, c'est bien ça.
Tu n'as qu'à préparer tes calculs de façons littérales.
En TP, tu auras toutes les données nécessaires pour effectuer les calculs numériquement. Si tes calculs littéraux sont prêts, ça sera rapide.

[Vox2008]

ok

Après j'ai encore des problèmes de compréhension, on nous demande:

Déterminer la quantité de matière de H2O2 présente à l'instant tn en fonction
de C(KMnO4) et Véq.


Je ne sais pas quelle relation il y a entre n(H202) à un instant quelconque et le volume de KMnO4- à l'équivalence...

je sais juste qu'à l'équivalence on a: ni(H202)/ 5 = ni(Mn04-)/2

et qu'on peut remplaçer n par C*V mais ce n'est pas pour l'instant tn...

vous pourrriez me l'expliquer svp? merci beaucoup

[Vox2008]

euh je ne crois pas avoir donné l'équation bilan pour cette réaction, c'est:

5 H202 + 2 MnO4- + 6H+ = 5 O2 + 2 Mn²+ + 8 H2O

[Vox2008]

Bon en fait j'ai compris... l'instant n correspond à celui où on prélève Vp mais dans notre relation à l'équivalence on a bien une quantité de matière à l'état initial pour la réaction de dosage...


merci quand même =)