reaction de l'eau oxygénée et des ions iodure,suivie par colorimétrie

[inviteb76542c2]

bonsoir,
lorsqu'on fait reagir de l'eau oxygénée en milieu acide sur une solution d'iodure de potassium,il se forme du diiode I2 au cours d'une reaction lente.on se propose d'etudier une methode de suivi cinetique de cette reaction par comparaison colorimetrique.les solutions de diiode sont colorées et leur teinte va du jaune pale au marron foncé suivant leur concentration.

I)preparation des echantillons colorimetriques:
afin de pouvoir estimer la concentration en I2 d'un melange reactionnel ,on prepâre d'abord 10 solutions contenant des concentrations en I2 croissantes à partir d'une solution-mere de concentration C=2,0.10^-2mol.L-1.ces solutions sont stockées ds des tubes à essais numérotés de 1 à 10.
les tubes à essais sont disposés sur des supports ds l'ordre croissant de leur concentration en I2.

tube 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

[I2] 0,2 0,35 0,5 0,75 1 1,5 2 3 4 5

(10^-3mol.L-1)

exemple :tube6:[I2]=1,5.10^-3 mol.L^-1
on dispose,pour cette operation,du seul materiel suivant:
-pipettes jaugees de 5ml,10 ml, et 20 ml.
-bechers de 100ml.
-tubes à essais
-solution-mere en diiode
-fioles jaugées de 100ml
-burette graduée
-eau distillée

1)quel sera le tube le plus foncé?le plus clair?
2)indiquer le materiel à utiliser,ainsi que les volumes à mettre en jeu,si l'on veut realiser 100 ml de solution destinée au tube 6.

reponses:
question 1):le tube le plus foncé sera le tube 10 car la concentration en I2 y est la plus élevée.(=5.10^3 mol.L-1). et le tube le + clair sera le tube 1 car la concentration en I2 y est la + faible (=0,20.10^-3 mol.L-1)

question 2):il me faut de l'aide svp
merci
-----

[hekla]

Salut,

Il faut que tu utilises la relation CmVm=CfVf,
Avec Cm=2,0.10^-2mol.L-1, Cf=1,5.10^-3 mol.L^-1, et Vf=100mL.

En appliquant cette relation tu trouves le volume de solution mère à prélever (converti bien tes valeurs en unité du système inetrnational).

Selon le volume que tu trouveras il faudra que tu choisisses de la verrerie pour prélever et d'autre pour diluer (en sachant que les fioles et pipettes jaugées sont ce qu'il y a de plus précis).

Voilà @+

[inviteb76542c2]

salut,
le prelevement et la dilution concerne les 10 tubes ou seulement le tube n°6?
merci

[invite19431173]

Salut !

Il faut faire ça pour chaque tube, le tube 6 est juste un exemple.

[A voir en vidéo sur Futura]

[hekla]

En pratique il faudrait le faire pour tous les tubes.

Mais là ça m'étonnerait qu'un prof demande de faire 10 fois le même calcul, surtout qu'il est spécifiée qu'on se limite au tube n°6.

[inviteb76542c2]

en utilisant la relation cm*vm=cf*vf
je trouve vm=7,5.10-3 L pour le tube 6:
c'est a dire qu'il faut prelever à l'aide d'une pipette jaugée 7,5ml de I2,verser ce volume de I2 dans une fiole jaugée jusqu'au trait de jauge puis completer avec de l'eau distillée jusqu'a obtenir 100ml de solution s2.(il s'agit d'une dilution au 1/5eme)
est ce juste comme methode?
merci

[invite19431173]

Salut !

La manip est bonne. Pense à dire que tu utilises une propipette, et que tu homogénéïse en utilisant un bouchon.

[inviteb76542c2]

bonsoir
II)suivi de la cinetique de la reaction:
au temps t=0,on melange ds un autre tube à essais un volume v=10 ml, d'une solution acidifiée (H+ en exces)d'eau oxygénée (C=1,0.10^-2 mol.L-1) et un volume v'=10 mL d'une solution d'iodure de potassium (C'=0,20 mol.L-1).le systeme ,initialement incolore ,se colore progressivement avec la formation de I2.on note les instants ou la teinte de la solution est la meme que celle d'un des echantillons;par exemple la teinte de la solution à l'instant 48s est la meme que celle de l'echantillon temoin du tube 3.

tube 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
dates13 29 48 67 107 163 220 370 657 >1500
(en secondes)

l'equation de la reaction est:H2O2+2H+ +2I---->2H2O+I2

1)tracer sur du papier millimetré,le graphe de l'avancement x en fonction du temps t pour ce systeme.
echelles:2cm pour 100s; 2 cm pour 1,0.10^-5 mol.
on se limitera aux valeurs correspondant à t<1500s
2)determiner la valeur de la vitesse de reaction aux temps t=50 et t=400s en faisant apparaitre sur le graphe la methode utilisée.exprimer cette valeur en umol.L-1.s-1. (1 umol=1.10-6 mol)
comparer ces vitesses.comment expliquer leur difference?
3)lequel des 2 reactifs (autre que H+) a été introduit en exces?
determiner quelle sera la concentration en I2 lorsque le systeme aura cessé d'evoluer.
4)le temps de demi-reaction,noté t1/2 correspond ici à la duree au bout de laquelle l'avancement x est egal à la moitié de l'avancement maximal xmax.determiner graphiquement ce temps de demi-reaction.
5)en realité les temps du tableau precedent sont obtenus avec une assez grande imprecision.pourquoi?
quelle autre methode plus precise pourrait on utiliser?

merci de bien vouloir m'aider pour ce long et dur exercice

1)pour la realisation du graphe par exemple,il nous manque les quantités de matiere...

[inviteb76542c2]

comment faire le graphe de l'avancement x sans connaitre les quantités de matiere?comment calculer ces quantités de matiere?*
merci

[moco]

En superposant tes deux tables de données, tu obtiens :

tube 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
dates13 29 48 67 107 163 220 370 657 >1500 en s.
[I2] 0,2 0,35 0,5 0,75 1 1,5 2 3 4 5 (10^-3mol.L-1)

Tu reportes le temps en abscisse (sur Ox) et la concentration en ordonnée (sur Oy) et tu y es !

[inviteb76542c2]

non on nous demande de tracer la quantité de matiere en fonction du temps t:2cm pour 100s et 2cm pour 1.10^-5 mol

[inviteb76542c2]

il faut tracer le graphe representant la quantité de matiere (en mol) en fonction du temps t en seconde.seulement je ne connais pas les quantités de matiere...comment faire?

[invite19431173]

Salut !

Je viens de supprimer 6 de tes messages. Un peu de patience s'il te plait, nous ne sommes pas là à ton service.

Sache que de toute façon, tu as du faire fuir des gens justement, par cette façon de les "harceler".

Pour la modération.

[inviteb76542c2]

bonsoir,
"au temps t=0,on melange dans un tube à essais un volume v=10ml d'une solution acidifiée (H+) d'eau oxygénée (c=1.10^-2mol.L-1) et un volume v'=10ml d'une solution d'iodure de potassium (c'=0,20mol.L-1)"
si je souhaite faire un tableau d'avancement à t=0,il me faut les quantités de matiere initiales de peroxyde d'hydrogene (eau oxygénée) ainsi que d'iode.
le volume à utiliser pour la calcul de quantité de matiere sera t il de 20ml ou 10ml pour l'un ou l'autre des reactifs?et la concentration,il faut faire :1.10^-2mol/L-1+0,20mol/L-1=0,21mol/L-1 ou ne pas additionner les 2 concentrations?
en fait je cherche nH2O2 et nI- à l'instant t=0.
merci d'avance...

[inviteb76542c2]

bonjour,
equation H2O2 +2I--->2H2O+I2
etat
initial n0=1.10^-4 n0'=2.10^-3---->0 0
etat
en cours
de reaction 1.10^-4 -x 2.10^-3 -2x---->2x x
etat final 1.10^-4-xmax 2.10^-3-2xmax->2xmax xmax

comment prouver que nI2=avancement x,d'apres le tableau d'avancement ci-dessus?
merci

[invite19431173]

Ben c'est ce que tu as écrit :

de reaction 1.10^-4 -x 2.10^-3 -2x---->2x x

[inviteb76542c2]

bonjour,
oui mais dans l'etat final,j'ai marqué que nI2 etait egal à x max???

[invite19431173]

Oui mais c'est pas l'information qui nous intéresse, nous on veut "à tout instant" donc inutile de regarder l'état final.

[inviteb76542c2]

bonjour,
comment calculer la pente de la courbe ci dessous aux instants t=50 et t=400 s
merci

[invite19431173]

Salut !

Tu traces la tangente au points concernés, et tu calcules le coefficient directeur, en faisant bien gaffe aux unités.

[inviteb76542c2]

comment tracer une tangente à la courbe aux instants t=50 et t=400s.peux tu me donner un exemple stp.et le calcul de la pente c'est bien:1,875/100=0,01875 pour t=50s et 1,5/350=4,2.10^-3 pour t=400s?
merci

[kNz]

Pour tracer une tangente, tu relies deux points dont les ordonnées possèdent des abscisses à "égale distance" de ton point.

Une fois que tu as tracé cette droite, tu traces sa parallèle qui passe par le point qui t'intéresse. Tu as ta tangente.

Pour le calcul de la pente, tu prends deux points connus x₁ et x₂ d'ordonnées respectives y₁ et y₂ et tu calcules :

y₂-y₁
________

x₂-x₁

A+

[inviteb76542c2]

bonsoir,
admettons que j'ai tracé ma tangente à C,et que j'ai calculé la pente en 50 et 400,quelles seront les vitesses de reactions aux instants t=50 et t=400s?
psn doit utiliser:1/v*(dx/dt)
merci d'avance
urgent

[inviteb76542c2]

je ne vois pas a quoi correspondent dt et dx dans le cas present.merci de m'eclaircir a ce sujet...

[invite19431173]

dx/dt c'est ola dérivée de x en fonction du temps = coefficient directeur de la tangente.

[inviteb76542c2]

je trouve pour t=50s:dt=100 et dx=1,875,soit une pente de 0,01875
on peut a present calculer la valeur de la vitesse de reaction pour t=50s:
soit v=(1/V)*(dx/dt)=(1/(2.10^-2))*(1,875/100)=(1/(2.10^-2))*0,01875=0,9375 mol/l-1/s-1
de facon analogue: pour t=400s,je trouve:
dt=350 et pour dx=1,5
soit une pente de1,5/350)=4,2.10^-3
on peut a present calculer la valeur de la vitesse de reaction pour t=400s:soit:v=1/V*(dx/dt)=(1/(1.10^-2))*(1,5/350=(1/(2.10^-2))*4,2.10^-3=0,21 mol/l-1/s-1
pouvez vous confirmer ou infirmer mes resultats svp en les confrontant avec la courbe ci dessous (voir piece jointe).merci d'avance...

[invitec308d1ab]

Bonjour,
Voici un exercice un peu long mais j'ai répondu à certaines questions. Pourriez vous m'aider pour la II. 1 que j'ai tournée dans tous les sens.


Lorsqu'on fait réagir de l'eau oxygénée, en milieu acide sur une solution d'iodure de potassium, il se forme du diiode l2 au cours d'une réaction lente. On se propose, dans cet exercice, d'étudier une méthode de suivi cinétique de cette réaction par comparaison colorimétrique. Les solutions de diiode sont colorées et leur teinte va du jaune pâle au marron foncé suivant leur concentration.

I - Préparation des échantillons colorimétriques

Afin de pouvoir estimer la concentration en l2 d'un mélange réactionnel, on prépare d'abord dix solutions contenant des concentrations en l2 croissantes à partir d'une solution-mère de concentration .C=2;0*10^-2mol.L-1.
Ces solutions sont stockées dans des tubes à essais numérotés de 1à10.
Les tubes à essais sont disposés sur des supports dans l'ordre croissant de leur concentration en l2.
Tube n° 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10;
[l2] (10*^-3) 0,20; 0,35; 0,50; 0,75; 1,0; 1,5; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0
Exemple: tube 6:[l2]=1,5*10^-3mol.L-1.

On dispose, pour cette opération, du seul matériel suivant:

- pipettes jaugées de 5 mL, 10 mL, 20 mL
- béchers de 100 mL
- tubes à essais identiques
- solution mère en diiode
- fioles jaugées de 100 mL
- burette graduée
- eau distillée

1) Quel sera le tube le plus foncé ? Le plus clair?

2) Indiquer le matériel à utiliser, ainsi que les volumes à mettre en jeu, si l'on veut réaliser 100 mL de solution destinée au tube n°6.


II. Suivi de la cinétique de la réaction.

Au temps t = 0, on mélange dans un autre tube à essais un volume V = 10mL d'une solution acidifiée ( H+ en excès ) d'eau oxygénée (C = 1,0*10ˆ-2 mol/L-1) et un volume V' = 10mL d'une solution d'iodure de potassium (C' = 0,2mol/L-1). Le système initialement incolore se colore progressivement avec la formation de l2.On note les instants où la teinte de la solution est la même que celle d'un des échantillons ; par exemple la teinte de la solution à l'instant 48s est la même que celle de l'échantillon témoin du tube n°3.

Tube 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Date (s) 13 29 48 67 107 163 220 370 657 >1500

L'équation de la réaction est : H2O2 + 2H+ + 2I- --> 2H2O + I2

1) Tracer sur une feuille de papier millimétré le graphe de l'avancement X en fonction du temps pour ce système.
Echelles : 2cm pour 100s et 2cm pour 1,0*10ˆ-5 mol ou 10µmol.
On se limitera aux valeurs inférieurs à 1500s.

2) Déterminer la valeur de la vitesse de réaction aux temps t = 50s et t = 400s en faisant apparaître sur le graphe la méthode utilisée.Exprimer cette valeur en µmol/L-1/s-1. (1µmol=1*10^-6mol)
Comparer ces vitesses.Comment expliquer leur différence ?

3) Lequel des deux réactifs autres que H+ a été introduit en excès ?
Déterminer quelle sera la concentration en diiode lorsque le système aura cessé d'évoluer.

4) Le temps de demi-réaction noté t1/2correspond ici à la durée au bout de laquelle l'avancement X est égal à la moitié de l'avancement maximal Xmax .Déterminer graphiquement ce temps de demi-réaction.

5) En réalité les temps du tableau précédent sont obtenus avec une assez grande imprécision.Pourquoi?Quelle autre méthode plus précise pourrait-on utilisée ?

Merci d'avance pour votre aides.

[HarleyApril]

Bonsoir
Tu écris l'équation de la réaction
Dessous, tu fais un tableau d'avancement
Ceci te permets de trouver une relation entre x et la concentration en diiode
Tu recopie alors le tableau donnant en fonction du temps les couleurs définies par des tubes
Tu convertis ensuite le numéro du tube en concentration en diiode à l'aide de l'autre tableau de l'énoncé
Tu convertis ensuite la concentration en diiode en x à l'aide de l'équation que tu as établie en faisant un tableau d'avancement
Reste à reporter les points sur une feuille

cordialement

[invitec308d1ab]

Merci pour votre réponse mais je ne vois pas trop comment faire.

[invitec308d1ab]

Bonjour, comment as tu fais pour trouver la question II 1?