suivi cinétique par spectrophotométrie corrigé aclcul des concentrations

[Hfg]

Bonjour à tous,
j'ai réaliser un tp en cinétique: Suivi cinétique par spectrophotométrie corrigé aclcul des concentrations. Lors de ce TP jai du réaliser 3 trois suivi cinétique pour 3 solutions A,B et C. Les premières questions de mon compte-rendu de TP sont de tracé les courbes pour chaque étude et de déterminer les k'et les valeurs de gamma.
Pour l'étude n°1 j'ai trois k'1: SI ordre 0: k'1= 4*10^(-6) mol/L/s SI ordre 1: k'1= -0,0018 s-1 SI ordre 2: k'1= 0,9982 L/mol/s
Pour l'étude n°2: k'2= 2*10^(-6) mol/L/s (Ordre O)
Pour l'étude n°3: k'3= 4*10^(-6).
Les 2 questions sur lesquelle je bloque sont les questions d'après:
1/ Calculer la concentration en acétone [acétone] 1(en indice) dans l'étude n°1, 2 et 3.
2/ Calculer la concentration [H⁺] 1(en indice) dans l'étude n°1, 2 et 3.
Est-ce que quelqu'un pourrait m'expliquer comment je dois m'y prendre car je n'en ai aucune idée, je n'ai jamais fait ça.

Enoncé:
On dispose des solutions suivantes pour faire 3 études différentes:
Solution A: Solution à 0,02 mol/L de diiode dans KI à 10 %
Solution B: Solution à 1 mol/L d'HCl.
Solution C: Solution à 4 mol/L d'acétone.

Avec des gants, mélanger 5mL de la solution de diiode A, n mL d'acide chlorhydrique B et p mL d'eau distillée dans un bécher. Homogénéiser à la baguette. Les volumes seront mesurés à la pipette. Placer dans un second bécher q mL de la solution d'acétone C.

Etude n°1: 15mL d'HCl , 15mL d'eau et 10 mL d'acétone
Etude n°2: 5mL d'HCl , 20mL d'eau et 15 mL d'acétone
Etude n°1: 15mL d'HCl , 10mL d'eau et 15 mL d'acétone

J'espère avoir été claire.
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[gts2]

Bonjour,

Je ne suis pas sûr d'avoir tout compris mais pour la question 1 :
- vous connaissez la concentration de la solution d'acétone C et vous la mélangez avec la solution B, de l'eau et la solution A.
C'est donc un simple problème de dissolution (ou alors je n'ai pas compris)
Pour la question 2, c'est la même chose sauf que cette fois on s'intéresse à l'acide chlorhydrique.

[moco]

Tu as mesuré quoi ? Avec quel genre d'appareil ? De quelle courbe s'agit-il ? Quoi en fonction de quoi? En fonction du temps ? Qu'est-ce que tu appelles k' ? Et gamma ? Pourquoi obtiens-tu trois valeurs de k' ? L'une pour l'ordre zéro, l'autre pour l'ordre 1, l'autre pour l'ordre 2 ? Il n'y a pas trois possibilités au niveau de l'ordre !! C'est soit zéro, soit 1, soit 2, ou soit encore autre chose. Mais ce n'est pas les trois à la fois.

[Hfg]

Bonsoir,
Mervi pour votre réponse qu'entendez-vous par simple problème de dissolution?

Cordialement,
Hfg

[A voir en vidéo sur Futura]

[Hfg]

Bonsoir,
Mon TP consistait à préparer les 3 solutions et mesurer l'absorbance de chacune en fonction du temps. Je devais déterminer la constante apparente k'pour chacune des solutions. Par conséquent je dois trouver k'1, k'2 et k'3. Dans un premier lieu je devais tracer 3 courbes pour déterminer les valeurs de k'1 ( [I2]=f(t), ln[I2]= f(t) et 1/[I2]). j'ai obtenu trois courbes linéaires dont le coefficient de correlation R^(2) est proche de 1.Pour déterminer k'2 et k'3 on m'a simplement demandé de tracer un courbe pour chacune en l'occurence [I2]=f(t). Gamma est l'odre partiel de la concentration [I2]. Je vous ai joint un document qui vous aidera à comprendre l'objectif de mon TP.

[Hfg]

Je vous remet les bons documents ici.
2022-10-15.png2022-10-15 (1).png2022-10-15 (2).png2022-10-15 (3).png20221015_154301.jpg

[gts2]

qu'entendez-vous par simple problème de dissolution ?

On connait la concentration de la solution (C) 4 mol/L d'acétone et ensuite on fait un mélange, par ex. n°1 : "5mL de la solution de diiode A, 15mL d'HCl (B), 15mL d'eau et 10 mL d'acétone (C)" de volume total 45 mL.

[gts2]

Bonjour,

Pour l'ordre 2, ce n'est manifestement pas une droite, donc inutile de calculer k.
Pour l'ordre 1, avec les valeurs de l'ordre 0, j'obtiens une courbe qui "plonge", donc idem

Donc le graphe d'ordre 1 est douteux.
"le coefficient de correlation R^(2) est proche de 1" n'est pas un bon critère : il suffit de regarder votre courbe d'ordre 2 pour s'en convaincre.
J'ai des droites avec des r2 nettement moins bon que le 0,993 de l'ordre 2.

[Hfg]

Merci mais vu que nous n'avons que la concentration d'acétone pour la solution A, on peut considérer [H+] constant ? Pour pouvoir calculer la concentration d'acétone ?

[Hfg]

Je suis d'accord avec ce que vous dites. Mais ma consigne pour les k' pour l'ordre 1 était je cite :
Sur Excel, réaliser un tableau dans lequel vous ferez apparaître en colonnes de temps, l'absorbance A, la concentration [I2] et la valeur ez 1/[I2].
Tracer les 3 couvres: [I2]= f(t), ln[I2]=f(t) et 1/[I2]=f(t) avec à chaque fois la courbe de tendance et son coefficients de détermination. Conclure sur les 3 courbes et déduire les valeurs de gamma et de la constante k'1.
Je viens de comprendre merci quand ma consignes dit les c'est parce que la valeur de gamma et la constante k'1. J'ai également compris comment calculer la concentration d'acétone il suffit de prendre 2 étude donc la concentration en [H+] est la même et donc l'inverse pour calculer [acétone].
Merci beaucoup je vais refaire ça.

[gts2]

Je ne comprends pas trop la question, une solution d'acétone, c'est de l'eau et de l'acétone et l'acétone a des propriétés acido-basiques très faible.
D'autre part, que vient faire H+ dans le calcul de la concentration d'acétone ?

[jeanne08]

On va reprendre rapidement le TP pour comprendre ...On étudie la réaction I2 +acetone -> ... catalysée par HCl et la vitesse est
k * (I2)^c * (acetone )^m *(HCl)^b avec un grand excès d'acétone et de HCl donc au cours du temps seule la concentration en I2 varie et la vitesse se réduit donc a kapp *(I2)^c avec kapp=k (acetone)^m *(HCl)^b
- on fait 3 expériences en suivant la concentration en I2 au cours du temps ce qui permet de déterminer l'ordre c et pour chacune le kapp
- en comparant les expériences 1 et 3 on voit que seulement la concentration en acétone varie donc on va pouvoir en comparant les kapp déterminer l'ordre m
- en comparant les expériences 2 et 3 on voit que seule la concentration en HCl varie donc on va pouvoir en comparant les kapp déterminer l'ordre b

note : pour aller plus vite j'ai changé les lettres grecques pour les ordres en b, m , c
tu peux trouver dans un cours de cinétique chimique ce que l'on appelle "dégénérescence de l'ordre "... méthode utilisée ici

[Hfg]

Oui je n'ai peut-être pas été assez claire mais c'est bien ça ce que je devais faire. J'ai juste une question pour changé les volumes en concentration on part du principe que la quantité de matière n = 1mol ? Parce que calculer le k je sais faire sauf si j'ai pas les concentrations en [acétone] et en [H+]. Et j'ai toujours pas vraiment compris comment il faut faire ?

[gts2]

1- vous connaissez la concentration en acétone de la solution C, donc si vous en prélevez x mL, vous connaissez la quantité d'acétone.
2- vous connaissez le volume total, il suffit d'appliquer la définition de la concentration que vous avez déjà utilisé en 1.

Pour H+ vous remplacez solution C par solution B;

[Hfg]

En suivant ce raisonnement, j'obtiens:
Pour l'étude 3: nacétone= C*V= 4*(15*10^(-3))=0,06 mol
nI2= C*V= 0,02*(5*10^(-3))=1*10^(-4) mol
nHCl=C*V= 1*(15*10^(-3))=0,15 mol

Pour l'étude 2: nHCl= C*V= 1*(5*10^(-3))=0,05 mol
nacétone= C*V= 4*(15*10^(-3))=0,06 mol
nI2= C*V= 0,02*(5*10^(-3))=1*10^(-4) mol

Pour l'étude 1: nI2= C*V= 1*(5*10^(-3))=1*10^(-4) mol
nHCl= C*V= 15*(1*10^(-3))=0,15 mol
nacétone= C*V= 4*(10*10^(-3))=0,04 mol

J'ai les quantités de matière pour chacune des études mais comment je détermine les concentrations après ?

[gts2]

Cela a l'air correct.
C'est quoi la définition d'une concentration ?

Pour la n°1, quel est le volume résultant de "mélanger 5mL de la solution de diiode A, 15mL d'HCl, 15mL d'eau et 10 mL d'acétone"

[Hfg]

Ah d'accord je crois que j'ai compris. On a la quantité de matière et on a le volume total de chaque solution. On utilise donc la même formule qu'avant n=C*Vtot donc C=n/Vtot.

[gts2]

C'est bien cela qui vous bloquer ?

[Hfg]

Oui merci beaucoup. La question n'était pas si compliquée mais je n'arrivais pas du tout à voir comment procéder. Encore un très grand merci.