Oxydation

[invite5619f253]

bonjour, j'ai un problème avec le début de mon exercice et je ne peux pas le continuer je voudrai un peu d'aide svp merci

dans un bécher on introduit 50 ml d'eau de javel de concentration en ions hypochlorite [ClO-]=56*10^-2 mol/l-1 puis 1 ml d'acide éthanoique dont le role est d'acidifier le milieu.
on prépare dans un autre bécher 50ml d'une solution d'iodure de potassium de concentration en ions iodure [I-]=0,20mol/l-1
A l'instant t=0 (déclenchement du chronomètre) on mélange les deux solutions on agite et on répartit le mélange entre 9 béchers à raison de 10,0 ml par bécher (le volume total du mélange réactionnel sera considéré comme égal à 100ml)
A l'instant t1=60s, on ajoute 40 ml d'eau glacée dans un bécher puis on titre par une solution de thiosulfate de sodium de concentration c=4,0*10^-2 mol/l-1
On reprend les mêmes opérations pour les autres béchers

1) dresser le tableau d'évolution de la réaction de titrage . je l'ai fait sans mettre les valeurs
2) calculer la quantité de matière n(I2) dans chaque bécher en fonction de c et VE

puis il y a les autres question mais je n'arrive pas la 2
données: équation entre I- et CLO-: clo-+2H+ + 2i----->I2+H2O
équation de la réaction de titrage: 2S2O3/2- +I2--->S4O6/2- + 2I-

merci de votre aide !
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[elgros]

Bonjour,

la première équation des données entre ClO^- et I^- est fausse. Il n'y a plus de Chlore de l'autre côté de la flèche et les charges ne sont pas équilibrées.

[invite5619f253]

je ne comprends pas j'ai bien vérifié, c'est exactement ce qui est écrit dans mon énoncé il n'y a pas d'erreur,

pouvez-vous m'aider pour la 2ème s'il vous plait merci

[elgros]

Je ne répondrai pas à l'exercice à ta place, mais je vais t'aider
La première équation est : ClO^- + 2I^- + 2H⁺ ==> Cl^- + H₂O + I₂
De cette manière les charges et la matière sont équilibrés.

La deuxième question est relativement simple. Il suffit de dire qu'à l'équivalence les quantités de matières sont égales par type de molécule.
Je m'explique :
on appelle n(thiosulfate) la quantité de matière de Na₂S₂O₃.
on appelle n(I₂) la quantité de matière de diiode, celle que tu cherches.
on appelle C(thiosulfate) la concentration de thiosulfate, celle de ta solution titrante, tu l'as dans ton énoncé et V_Eq le volume de thiosulfate de sodium introduit à l'équivalence.

Maintenant comme je viens de te le dire, n(thiosulfate)=n(I₂).
Tu sais que n=C*V (unités : mol=L*(mol/L))
D'où C(thiosulfate)*V_Eq=n(I₂)

Maintenant il ne te reste plus qu'à changer mes appellations en les tiennes et tu auras la solution qui t'apparaîtra !

edit : si tu as besoin de l'équation entre ClO^- et I^-, pense à diviser leurs concentrations par deux, car tu as pris 50ml de chaque pour faire 100ml au total. Tu as donc réduit leurs concentrations par deux !

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite5619f253]

dans mon énoncé j'ai un tableau:
t(s) 60 180 270 360 510 720 900 1080 1440
Ve(ml) 2,2 4,8 6,3 7,3 9,0 10,8 11,7 12,7 13,7


donc comme vous m'avez dit cela fait c(thiosulfate) * veq= n(I2) donc (4,0*10^-2) * (2,2*10^-3)=8,8*10^-5 mol de I2 dans chaque bécher
est-ce cela ? mais si je veux dans la totalité du mélange comment je fais ?

[elgros]

tu y es presque oui.
au premier bécher : n(I₂=4,0.10^-2x2,2.10^-3)=8,8.10^-5.
Pour le deuxième, tu prends le V_Eq du deuxième bécher, donc à 180 secondes.
TU ne peux pas dire que tous les béchers contiennent la même quantité de I₂, puisqu'ils ne réagissent pas aussi longtemps les uns que les autres.
Donc tu peux faire une troisième ligne à ton tableau avec n(I₂) en marquant tous les résultats que tu as trouvés avec tous les V_Eq.

et ceci est valide pour tout le mélange. Ma remarque à la fin n'était pas valable pour cette question mais pour une potentielle question utilisant cette donnée.

[invite5619f253]

ok merci j'ai compris donc je continue:

a 180: 1,92*10^-4 mol
a 270: 2,52*10^-4 mol
a 360: 2,92*10^-4 mol
a 510: 3,6*10^-4mol
a 720: 4,32*10^-4 mol
a 900: 4,68*10^-4 mol
a 1080: 5,08*10^-4 mol
a 1440: 5,48*10^-4 mol

il me demande en déduire la quantité de diiode pour la totalité du mélange, je trouve: 3,14*10^-3 mol est-ce cela ?

[elgros]

c'est ça, parfait pour tous les n(I₂).

Pour l'autre question, je ne la comprends pas. La totalité du mélange, ok, mais quand ? parce que la réaction évolue et selon le temps, la quantité change...
La question est assez mal posée.
Comment as-tu fait pour trouver 3,14.10^-3 ?

[invite5619f253]

donc ma question est: en déduire la quantité de matière n(t) de diiode pour la totalité du mélange réactionnel; j'ai additionné toutes les valeurs que j'ai posté ci-dessus, je ne sais pas trop

après ils mettent en données ceci: ClO- + 2H+ + 2I- ----> I2 + H2O
et réaction de titrage : 2S2O3,2- + I2 ----> S4O6,2- + 2I-

n(t) correspond à I2 dans la réaction de titrage

[elgros]

J'avouerais que je ne comprends pas la question, l'énoncé me semble bancale...Je suis désolé, je ne vois pas comment t'aider sur ce point, il manquerait des données (constantes de réaction, temps de réaction), et on ne peut mettre n en fonction de t, mais en fonction de VEq, ça paraîtrait plus logique...
D'autant plus que je maintiens que la première donnée est fausse dans l'énoncé...

Essaye de demander à ton prof si il y a qque chose qui manque ou une astuce pour le trouver.

[invite5619f253]

je suis en vacances je ne le vois que dans deux semaines ! donc au début je devais faire le tableau d'évolution de la réaction de titrage maintenant il me demande celui de la réaction lente c'est laquelle alors je ne comprends plus rien je suis perdu !

[elgros]

la réaction de titrage est celle entre les ions iodure et le thiosulfate de sodium.
la réaction lente est entre les ions iodure et les ions hypochlorite

[invite5619f253]

d'accord ok merci.
ensuite une relation entre n(t) et l'avancement x
n(t)=n(t)0 - x ??

merci bcp de m'aider

[elgros]

cette relation est vraie. C'est la clé de l'exercice. Mais on n'a pas x d'une manière générale.
On peut avoir x en fonction du temps (puisqu'on a eu tous les n(I2)), mais pas x pour le mélange. C'est là qu'il doit nous manquer une donnée...

[invite5619f253]

ok puis après on me dit de tracer le graphique représentant la variation de l'avancement x en fonction du temps je ne peux donc pas continuer

[elgros]

ah si ça c'est possible.
En abscisse : t en secondes
En ordonnées : x, sans unité.
x correspond à un facteur près au volume VEq de thiosulfate introduit.

[invite5619f253]

ils me demandent de tracer les tangentes à t=0 et t= 900 pour 900 j'arrive mais à O non parce que ça commence à 60 comment je fais ?

[elgros]

La tangente représente la vitesse de réaction.
Il te suffit de faire commencer l'axe des abscisses à 0 secondes.
De là tu traces une droite soit horizontale soit verticale selon que tu penses que la vitesse est nulle (tangente horizontale) soit infinie (tangente verticale).

[invite5619f253]

ok merci je vois que c'est une fonction affine
comment évaluer la vitesse volumique? je pense en utilisant 1/V (dx/dt)
comment évolue la vitesse au cours de la réaction? interpréter
tous les réactifs ont été consommés non ?

[elgros]

ok merci je vois que c'est une fonction affine
comment évaluer la vitesse volumique? je pense en utilisant 1/V (dx/dt)
comment évolue la vitesse au cours de la réaction? interpréter
tous les réactifs ont été consommés non ?

Pour l'évolution de la vitesse, en regardant si la pente de la courbe augmente, diminue, stagne, devient négative, positive, etc.
Selon la pente de la courbe, si elle devient nulle à un moment, c'est que la réaction n'avance plus. A ce moment là, soit elle a atteint un équilibre, soit les réactifs ont tous été consommés. Dans le cas d'un équilibre, il reste des ions de réactifs.

[invite5619f253]

ok merci comment évaluer la vitesse de réaction je pense qu'il faut utiliser (1/V) (dx/dt)
c'est une fontion affine --> comment evolue la vitesse au cours de la réaction interpréter
plus le volume est important plus la vitesse augmente, c'est que les réactifs sont consommés c'est ça ?

[invite5619f253]

d'accord merci beaucoup pour votre aide !

[elgros]

oui, si la vitesse volumique augmente, c'est qu'il reste des ions dans le milieu et qu'ils réagissent. Le fait qu'elle augmente indique qu'il y a toujours réaction et donc que des ions sont consommés.
Après, je ne peux pas dire s'il y a équilibre ou réaction totale.
Si dans tes données tu as une constante d'équilibre, alors tu sais quoi en déduire