• Exercice corrigé : transformations lentes ou rapides

    On étudie la transformation lente de réduction des ions peroxodisulfate S2O82- (aq) par les ions iodure I- (aq). Ces deux réactifs appartiennent aux couples oxydant / réducteur S2O82- (aq) / SO42- (aq) et I2(aq)/ I-(aq)
    1. Ecrire l'équation chimique de la réaction.
    2. On mélange 10 mL d'une solution aqueuse de peroxodisulfate de sodium [S2O82- ] = 1,0 10-2 mol/L et 10 mL d'une solution aqueuse d'iodure de calcium, on concentration molaire en ions iodure [ I-] = 0,01 mol/L. Effectuer un bilan de matière à l'état final.
    3. On renouvelle l'expérience avec 10 mL d'une solution aqueuse dont la soluté est du peroxodisulfate de sodium, Na2S2O8 (s) de concentration massique cm=2,38g/L, et 10 mL d'une solution aqueuse dont le soluté est de l'iodure de calcium, Cal2 (s), de concentration massique c'm = 2,94 g/L. La température du système est la même que précédemment.
      - Effectuer un bilan de matière à l'état final.
      - Pour quelle valeur de l'avancement ce système se trouve t il dans le même état que l'état final du système précédemment étudié ?
      - Lequel des deux systèmes atteint cet état le plus rapidement ?
    4. Sachant que le diiode est une espèce colorée en solution aqueuse, proposer une méthode de suivi temporel de la transformation.
    Masses molaires atomiques M(Na)=23g/mol M(S)=32,1 g/mol M(O)=16g/mol M(Ca)=40 ,1 g/mol M(I)=126,9 g/mol
    Solution
    S2O82- + 2I--->2SO42- + I2
    dans le cas des solides : concentration massique (g/L) / masse molaire (g/mol) * volume (L)= Qté de matière (mol)
    Ca I2(s) --> Ca2+ + 2I-.
    donc nI- = 2 *2,94/294*0,01 =
    ce second système atteint l'état final du premier système ( exception faite de l'ion iodure)
    lorsque l'avancement vaut x= 5 10-5 mol.
    la vitesse de la réaction est plus grande si la concentration des réactifs est plus importante: le second système atteint cet état le plus rapidement.

    le suivi de l'évolution de la réaction peut être effectué par spectrophotométrie : suivi de l'évolution de la couleur brune du diiode.

    • 5 commentaires: