Cinétique chimique

[smack44]

Bonjour

J'aimerai avoir votre aide sur un TP de chimie.

Il s'agit d'un TP sur la dismutation du peroxyde d'hydrogène

Ecrire les deux demi équations électroniques correspondant aux couples oxydant réducteur qui font intervenir l'eau oxygénée

H2O2/H2O

H2O2 + 2e- + 2H+ = 2H2O (au lieu du égal est-ce juste de mettre une double flèche)

O2/H2O2

O2 + 2H+ + 2e- = H2O2

Ecrire la réaction de dismutation de l'eau oxygénée : réaction entre l'eau oxygénée oxydant d'un couple et l'eau oxygénée réducteur de l'autre couple

2H2O2 = 2H2O + O2

Donner le nom du gaz formé au cour de cette réaction

le dioxygène

En vous remerciant de l'aide que vous pourrez m'apporter

Cordialement
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[smack44]

Je continue
Afin de déterminer la concentration en eau oxygénée de la solution à date t, on réalise un titrage colorimétrique d'un volume prélevé Vp de cette solution par un solution de permanganate de potassium de concentration connue C. Le volume équivalent Veq est déterminé par la coloration rose persistante. On donne des couples oxydant réducteur suivants : MnO4-/Mn2+ et O2/H2O2

Ecrire les deux équations de demi réaction assosiées à ces couples

MnO4-/Mn2+

MnO4- + 5e- + 8H+ = Mn2+ + 4H2O


O2/H2O2

H2O2 = O2+2e-+2H+

En déduire l'équation de réaction du dosage d'eau oxygénée par les ions permanganate

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

Exprimer la relation entre les quantités de matière d'ions permanganate et l'eau oxygénée à l'équivalence

Je ne suis pas certaine de ma réponse à l'équivalence le nombre de moles d'ions permanganate et de peroxyde d'hydrogène en présence sont en proportion stoechiométrique donc

n MnO4-/2 = nH2O2/5

En déduire l'expression littérale de la concentration H2O2 en fonction du volume versé de permanganate de potassium, Veq de la concentration en ion permanganate de la solution titrante, C du volume prélevé à titrer Vp

C[H2O2] = C X Veq / Vp

Merci encore

[jeanne08]

A l’equivalence le nombre de H2O2 est 5/2 fois le nombre de permanganate
Donc tu traduis cela avec les relations entre les concentrations : CH2O2 * Vp = nH2O2 et C*Veq = n permanganate et on n’oublie pas le 5/2

[smack44]

Merci pour votre retour
Si j'ai bien compris il faut écrire C[H2O2] = (CH2O2 X Vp = C X Veq ) X5/2 je ne suis pas certaine d'avoir compris
Concernant les autres questions qu'en pensez-vous?

[A voir en vidéo sur Futura]

[smack44]

Bonsoir

Je me permets de revenir vers vous j'aimerai savoir si les questions précédentes sont correctes et notamment l'expression littérale de la concentration H2O2 en fonction du volume versé de permanganate de potassium, Veq de la concentration en ion permanganate de la solution titrante, C du volume prélevé à titrer Vp

En vous remerciant

[smack44]

Bonjour

Afin de poursuivre mon TP j'aimerai qu'une personne expérimentée regarde mes résultats afin que je puisse poursuivre sereinement ce TP.
En vous remerciant

[jeanne08]

Mais tu continues … tu es en bonne voie donc tu te lances sans peur
Note :
- bien te rappeler que c (mol/L) = n (mol)/ V (L)
- 2 MnO4 + 5 H2O2 …. Et on fait les comptes avec les quantités de matière en mol
Si tu as au départ Vp de H2O2 (on a au départ C H2O2 *Vp mol ) et qu’on verse Veq de permanganate de concentration C perm alors le nombre de mol de perm versé est c perm*Veq .
L’équivalence est lorsqu’on a versé juste ce qu’il faut de réactif, ni trop, ni trop peu. Donc ici il faut mettre 2 permanganate pour 5 H2O2 donc le nombre de H2O2 est 2,5 fois le nombre de permanganate

[smack44]

Bonsoir

je reviens à la question suivante

En déduire l’expression littérale de la concentration [H2O2] en fonction du volume versé de permanganate de
potassium, Veq, de la concentration en ion permanganate de la solution titrante, C et du volume prélevé de
solution à titrer, VP .

C H2O2 *Vp mol = c perm*Veq

Je bloque je ne comprends pas

[jeanne08]

tu n'as pas encore compris ...
On reprend : le nombre de mol de H2O2 qu'il y avait dans le prélèvement de départ est 2,5 fois plus grand que le nombre de permanganate versé à l'équivalence ( voir l'équation du dosage ) : nombre de H2O2 initial = 2,5 * nombre de permanganate versé à l'équivalence
- nombre de H2O2 = CH2O2 *Vp mol
- nombre de permanganate : Cperm*Veq

[smack44]

Si je comprends bien [H2O2]eq = 5x C x Veq / 2 x V0

Voici la suite du TP l'enfer!!!!

Le premier volume à l'équivalence que j'ai trouvé est de 14,6 voici mon calcul

5x2X10-1 x 14,6/2X10 =7,3 10–1 mol.L–1


Cinétique de la réaction de dismutation de l’eau oxygénée

3.1 Protocole expérimental

On suit l’évolution de la concentration en eau oxygénée (H2O2) restant en fonction du temps. Pour cela, effectuer
les opérations suivantes.
1
À Préparer environ 50 mL de permanganate de potassium dans un bécher de 100 mL. Remplir la burette avec la
solution de permanganate de potassium de concentration C = 2; 0  10��2 mol:L��1.
Á Verser, dans un bécher de 250 mL, 95 mL (mesurés à l’éprouvette graduée) de solution d’eau oxygénée.
 Préparer un cristallisoir contenant un mélange d’eau et de glace. Placer la pissette d’eau distillée dans ce bain
d’eau glacée. Préparer également environ 70 mL d’acide sulfurique dans un bécher de 100 mL.
à Pour déterminer la concentration de l’eau oxygénée à t = 0, il est plus simple de préparer une solution contenant
95 mL de la solution diluée d’eau oxygénée et d’ajouter 5 mL d’eau. Cette solution a déjà été préparée au
bureau. 9. Prélever 10 mL de cette solution avec une pipette graduée, la verser dans un bécher contenant 40 mL
environ d’eau distillée glacée et 10 mL environ d’acide sulfurique. Doser avec le permanganate de potassium.
Noter la valeur du volume équivalent.
Ä Prélever 5 mL (mesurés à l’éprouvette graduée) de la solution de chlorure de fer III et placer cette solution
dans le bécher de 250 mL contenant la solution d’eau oxygénée (cette solution sera notée S) : déclencher le
chronomètre, agiter. Le volume de la solution S est VS = 100 mL.
Å Aux dates t = 5 min, 10, 20, 30 et 40 min, effectuer à l’aide d’une pipette graduée un prélèvement de VP
= 10,0 mL de la solution précédente puis doser avec le permanganate de potassium comme précédemment.
Noter le volume équivalent à chaque fois.
Æ Noter les différentes valeurs des volumes équivalents aux dates t dans un tableau.
3.2 Exploitation des résultats
À Ajouter une colonne au tableau précédent permettant de calculer la concentration [H2O2] de l’eau oxygénée
aux différentes dates t.
Á Que peut-on dire de l’évolution de la concentration [H2O2] de l’eau oxygénée au cours du temps ?
 Tracer la courbe de la concentration [H2O2] de l’eau oxygénée en fonction du temps ([H2O2] = f(t))
à Décrire l’allure de la courbe.
Ä Ajouter une colonne au tableau précédent permettant de calculer ln[H2O2] de l’eau oxygénée aux différentes
dates t.
Å Tracer la courbe de la concentration ln[H2O2] de l’eau oxygénée en fonction du temps (ln[H2O2] = f(t)). (On
affichera l’équation et on remplacera x par t et f(x) par ln[H2O2])
Æ Donner l’expression de ln[H2O2] en fonction du temps t.
Ç Déterminer graphiquement le temps de demi-réaction t1=2 de la décomposition de l’eau oxygénée.
È Une réaction est d’ordre 0 lorsque la courbe [H2O2] = f(t) est une droite. Elle est d’ordre 1 lorsque la courbe
ln[H2O2] = f(t) est une droite. Donner l’ordre de la réaction de dismutation de l’eau oxygénée. Justifier.
2

[smack44]

TP.pdf

Voici le lien du TP pour plus de lisibilité en vous remerciant

[smack44]

la concentration de MNO4- est la même que H2O2 c'est à dire C=2 X 10-2 par contre le volume V0 est toujours 10ml

A date 0 min = 16,9 Ve 5min = 12,3Ve 10min=8,1Ve 20 min = 5 Ve 30min=2Ve 40min=1,1Ve

pour calculer la concentration de [H2O2] = 5x2X10-1 x 16,9/2X10

Et à chaque fois je reprends la même formule

[smack44]

Je constate que sur la bouteille il est indiqué 250ml et 10 volumes j'en déduis que le Vo correspond à 10X250ml soit 2,5L

[H2O2] = 5xC1x Veq / 2 Vo soit T0min avec un veq de 16,9 = 0,338 mol L-1

êtes vous d'accord avec moi

[jeanne08]

non ... tu n'as pas compris ...
- tu as une excuse d'incomprehension : l'eau oxygénée est notée dans le flacon "eau oxygénée à 10 volumes ". Cette notation est une vieille façon de noter la concentration de l'eau oxygénée . Un litre de cette eau oxygénée dégage 10L de O2 gaz lors de sa décomposition. Tu n'as pas besoin de cette indication pour ton tp
- par contre tu dois comprendre ce que tu fais en TP : tu mets une solution de H2O2 en présence d'un catalyseur et elle va lentement se décomposer en H2O et O2 gaz . A des temps donnés tu prélève Vp ( = 10 mL ) et tu doses la concentration en H2O2 dans ce prélèvement avec du permanganate . Cette concentration est donnée par la formule données au post#12 (Veq et Vp sont dans la même unité)
- petit détail : pour déterminer la concentration au temps t=0 tu prépares une solution de H2O2 sans catalyseur et ( pour qu'elle ne se décompose pas ) et tu en doses V0= Vp = 10 mL

[smack44]

Bon très bien je vous remercie pour votre patience, j'ai utilisé Vp=10ml. Trop de donnée au départ et je me suis perdue. J'ai rendu le TP on verra bien la note.
Bonne soirée