Cinétique chimique
 

I. Objectifs

Etude de la réaction entre l'eau oxygénée et les ions iodure.

II. Matériel

• Un bécher de 250mL.
• Dix béchers de 100mL.
• Une burette de 25mL.
• Une fiole jaugée de 50mL.
• Une pipette jaugée de 10mL.
• Une pipette jaugée de 2mL.
• Un pipeteur.
• Un agitateur magnétique.
• Une paire de gants et des lunettes de protection.
• De l’eau distillée et de la glace.
• Une solution d'eau oxygénée à 0,5 volume environ (à titrer par le professeur).
• Une solution d’iodure de potassium de concentration 0,10mol.L^-1.
• Une solution de thiosulfate de sodium de concentration molaire C=0,10mol.L^-1.
• De l’empois d'amidon (ou solution de thiodène ou " iodex ")
• De l’acide sulfurique de concentration molaire 3,0mol.L^-1.

III. Manipulation

Remarques:

L'équation de la réaction étudiée s'écrit:

H₂0_2(aq) + 2 I^-_(aq) + 2 H⁺_(aq) I_2(aq) + 2H₂O_(l)

Le diiode I_2(aq) produit est titré par les ions thiosulfate selon la réaction:

I_2(aq) + 2S₂0₃^2-_(aq) 2 I^-_(aq) + S₄0₆^2-_(aq)

1. Dans un bécher de 250mL, introduire 50mL de la solution d'eau oxygénée (mesurés avec une fiole jaugée de 50 mL).
2. Acidifier en ajoutant 2,0mL d’acide sulfurique de concentration molaire 3,0mol.L^-1 (utiliser une pipette jaugée munie d'un pipeteur et prendre les précautions relatives aux acides concentrés).
3. Ajouter une spatule d’iodex.
4. Dans une fiole jaugée de 50mL, mesurer 50mL de la solution d'iodure de potassium.
5. Ajouter cette solution à la solution d’eau oxygénée et déclencher le chronomètre au moment du mélange. Homogénéiser.
6. Repartir le mélange, à l'aide d'une pipette jaugée munie d'un pipeteur, entre dix béchers à raison de 10mL par bécher.
7. A la date t₁=2minutes, ajouter dans l'un des béchers environ 50mL d'eau glacée (ou placer le bécher dans l'eau glacée). Effectuer le titrage par la solution de thiosulfate de sodium.
8. Recommencer les mêmes opérations aux différentes dates indiquées dans le tableau ci-dessous. Compléter ce tableau en indiquant les volumes équivalents V_éq pour chaque titrage.

I.V Exploitation

1. Dresser le tableau d'évolution du système étudié. Exprimer, en fonction de l'avancement x, la quantité de matière de diiode n(I_2(aq)) produit a la date t.
2. Dresser le tableau d'évolution de la réaction qui sert de support au titrage. Exprimer n(I_2(aq)) en fonction de V_éq et de la concentration molaire C de la solution de thiosulfate de sodium.
3. Calculer x à chaque date t dans les 100mL de mélange réactionnel. Regrouper les résultats sous forme d'un tableau.
4. Tracer la représentation graphique x=f(t).
5. Calculer le temps de demi-réaction t_1/2.
6. Evaluer la vitesse volumique de réaction aux dates t=0 et t=30minutes. Comment évolue cette vitesse? Justifier.

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