Réduction du peroxyde d'hydrogène par les ions iodures

[invite85d7eaac]

Bonjour, voilà plusieurs jours que je suis bloquée par une démonstration que je dois effectuer pour un rapport de TP. J'ai effectué beaucoup de recherches à ce sujet mais je ne parviens pas à obtenir le résultat souhaité.
Le sujet est l'étude cinétique par dosage chimique de la réaction du peroxyde d'hydrogène.

Voici l'énoncé :

Réaction chimique étudiée : H₂O₂ + 2I^-+ 2H⁺ -> I₂ + 2H₂O

Principe de la mesure :
Le diiode est réduit très rapidement en ions iodures par les ions thiosulfates suivant la réaction :
I₂ + 2S₂O₃^2- -> 2I^- + S₄O₆^2-

On ajoute au préalable dans le milieu réactionnel une quantité connue de thiosulfate de sodium. L'oxydation des ions iodures par H₂O₂ produit du diiode qui est immédiatement régénéré en ions iodures par les ions thiosulfates. Lorsque les ions S₂O₃^2- sont tous consommés, le diiode formé n'est plus réduit et il y a apparition de la coloration brune.

Dans une fiole jaugée de 100mL, préparer une solution de thiosulfate de sodium 1M.
Dans une fiole jaugée de 200mL, dissoudre 1 gramme d'iodure de potassium dans environ 150mL d'eau déminéralisée.
Ajouter 5mL d'acide sulfurique.
Compléter jusqu'au trait de jauge avec de l'eau.

Transférer le contenu de la fiole dans un bêcher de 400mL (réacteur).
Ajouter à la burette 1mL de thiosulfate de sodium 1M.
Placer un barreau aimanté dans le réacteur et mettre en marche l'agitation.

A l'instant de la date t₀, ajouter 5mL de la solution de peroxyde d'hydrogène à 10 volumes et déclancher immédiatement le chronomètre.

A l'instant de la date t₁, la solution se colore en brun-jaune. Noter le temps t₁ et ajouter immédiatement 1mL de thiosulfate de sodium. La coloration disparaît. Elle réapparaît au temps t₂.
Continuer les ajouts de thiosulfate de sodium tant que l'intervalle de temps entre 2 mesures est inférieur à 6 minutes.

Je suis bloquée à la partie "avancement de la réaction au cours du temps" où on me demande :
Démontrer que la concentration en ions thiosulfate consommés à un instant t est donnée par la relation :
x=(C_r * V_r)/(V_MR + V_r)
où C_r et V_r sont respectivement la concentration et le volume ajouté de la solution de thiosulfate de sodium à un instant t, V_MR est le volume initial du milieu réactionnel.

J'expose mon raisonnement
à t : [S₂₃^2-]_t=2x
donc x=[S₂₃^2-]_t/2
Or [S₂₃^2-]_t= (C_r * V_r)/(V_MR + V_r)
donc x= (C_r * V_r)/(V_MR + V_r) * (1/2)

En fait j'ai un problème de facteur 2 au dénominateur...

Et bien sûr on me demande ensuite d'en déduire les relations permettant de calculer c(I₂) et c(H₂O₂) en fonction de C₀ et x, en tenant compte de la variation de volume du milieu réactionnel.

Désolée c'est un petit peu long mais j'aurais vraiment besoin de pistes. Du coup j'ai l'impression qu'il y a un truc que je n'ai pas compris et m'empêche d'être sûre de mes résultats suivants.

Merci !
-----

[moco]

Pourquoi écris-tu que (je te copie en italique) :

J'expose mon raisonnement
à t : [S232-]t = 2x

Il n'y a pas de raison de mettre ce coefficient 2 devant x. L'iode n'intervient pas dans ce raisonnement.
Tu aurais dû écrire, en corrigeant la formule chimique, bien sûr :

J'expose mon raisonnement
à t : [S₂O₃^2-]t = x

[invite85d7eaac]

En fait ça me paraissait logique d'écrire : [S²O₃^2-]_t=2x
car j'ai raisonné comme dans un tableau d'avancement classique, je ne comprends pas l'erreur.
Pourquoi seulement un "x" alors qu'il y a bien un "2" en coefficient devant le thiosulfate ?

(désolée pour l'oubli d'un atome dans la formule chimique de S₂O₃^2- j'ai reporté cette faute en effectuant un copier-coller).

[jeanne08]

Pour ma part je ferai comme toi : nombre de I2 formé = x =avancement de la réaction étudiée alors nombre de thiosulfate utilisé = 2x ...

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite85d7eaac]

Y-a-t-il 2 constantes de vitesse dans cette réaction ? Je veux dire, la vitesse de formation de I₂ dans la réaction avec H₂O₂ est-elle la même que la vitesse de consommation de I₂ dans la réaction avec S₂O₃^2- ?

Car je pense écrire : v=d[I₂]/dt=-d[H₂O₂]/dt=1/2 d[S₂O₃^2-]/dt

Merci pour vos réponses.