TP
n° 3 Réaction entre les ions iodure et peroxodisulfate
Matériel :
Prof :
3 béchers de 100 mL (pour les solutions réactives et
la solution titrante)
élèves :
Bécher
250 mL ; 50 mL
erlenmeyer 250 mL ;
éprouvette
graduée de 50 mL
burette
graduée
agitateur
magnétique
pipette
de 5 mL
propipette
chronomètre
thiodène ou empois d’amidon
solution d’iodure de potassium, notée S1,
de concentration molaire apportée c1 = 5,0 × 10−1 mol.L-1
solution de peroxodisulfate
de sodium, notée S2, de concentration molaire apportée c2
= 5,0 × 10−2 mol.L-1
solution S3 de thiosulfate de sodium, de
concentration c3 = 2,0 × 10−2 mol.L−1
Logiciel excel ou
synchronie
Le
port d'une blouse correctement attachée est obligatoire au laboratoire de
chimie
But
de la manipulation
- Réaliser le suivi temporel d’une transformation
chimique.
- Utiliser un tableur pour exploiter les résultats
expérimentaux.
Principe
On veut suivre la transformation lente d’un
mélange d’ions iodure I- et d’ions peroxodisulfate
S2O82-.
Les 2 couples en présence sont :
S2O82- /SO42
- ; I2/I-
Q1) Ecrire l’équation de la réaction notée
réaction n° 1.
Pour ce faire, on réalise des prélèvements dans le
mélange réactionnel à différentes dates ; on titre le diiode
présent dans chaque prélèvement par une solution contenant des ions thiosulfate
S2O32-
Q2) Ecrire
l’équation de la réaction de titrage ,notée réaction 2, connaissant les couples d’oxydoréduction :
I2/I- ; S4O62-
/ S2O32-
Q3) Quels sont les caractéristiques d’une réaction
de titrage ?
Travail
à effectuer :
1.
Expérience
1.1. Préparation du mélange réactionnel
- Placer dans un bécher de 250 mL
de la glace(préparée avec de l’eau distillée) et de l’eau distillée.
- Dans un erlenmeyer de
250 mL, introduire V1 = 50 mL de solution d’iodure de potassium, notée S1,
de concentration molaire apportée c1 = 5,0 × 10−1 mol.L-1 prélevés à l’aide d’une éprouvette
graduée . Penser à laver l’éprouvette graduée !!
- À l’instant de date t = 0 s, y ajouter V2
= 50 mL de solution de peroxodisulfate
de sodium, notée S2, de concentration molaire apportée c2
= 5,0 × 10−2 mol.L-1 prélevés à l’éprouvette graduée et déclencher
simultanément le chronomètre.
1.2. Préparation de la burette graduée contenant
le thiosulfate de sodium
Préparer la burette contenant la solution S3 de
thiosulfate de sodium, de concentration
c3 = 2,0 × 10−2 mol.L−1. Placer
sous la burette un bécher de 50 mL placée sur un
agitateur magnétique.
1.3. Mesure à l’instant de date t1 = 5 min
Appeler
le professeur pour qu’il observe le prélèvement (appel 1)
- 20 secondes environ avant l’instant de date t1,à
l'aide d'une pipette jaugée prélever un volume
V = 5,0 mL
de mélange réactionnel (réaction n°1) et le verser dans le bécher de 50 mL.
- À l’instant de date t1, introduire
dans ce bécher environ 20 mL d’eau froide,un barreau aimanté.
Appeler
le professeur pour qu’il observe le travail qui suit à partir de l’ajout de thiodène
(appel
2)
- Quand le dosage est presque terminé(solution
jaune pâle) ajouter deux cristaux de thiodène et
poursuivre la coulée de burette jusqu’à obtenir une solution incolore (tuyau de
Jean Michel !).
Déterminer le volume Veq
de solution S3 à ajouter pour atteindre l’équivalence.
Q4) Quel est l’intérêt du thiodène ?
Vider le bécher dans lequel se trouve le mélange
qui a été dosé, le laver et recommencer l’expérience précédente toutes les 5
minutes en notant les volumes à l’équivalence Veq2 Veq3 ....
Q5 ) donner la relation entre la quantité de
matière de diiode formée à l’instant ‘t’ et la quantité
de matière de thiosulfate versée à l’équivalence. En déduire la quantité de
matière de diiode formée à l’instant t dans l’erlenmeyer.
Q6) Tracer un tableau d’avancement de la réaction
1. Quelle relation existe-t-il entre la quantité de matière de diiode formé à l’instant ‘t’ dans l’erlenmeyer
et l’avancement de la réaction 1 ?
Q7) Présenter le tableau de résultat sous la forme
suivante :
t (min) |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
35 |
temps très long |
Veq (L) |
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n(I2)bécher |
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n(I2)erlenmeyer |
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x(t) |
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2.
Exploitation des mesures réalisées précédemment au laboratoire
Q8) A l’aide d’un tableur tracer l’évolution de
l’avancement x en fonction du temps.
Q9) Déterminer la vitesse de réaction à l’instant
t = 0 et t = 12 minutes.
Q10) Comment évolue la vitesse de réaction au
cours du temps ? Pourquoi ?
Q11) Quel est l’intérêt d’effectuer une
trempe ? L’ajout d’eau glacée modifie t-il le volume à verser à
l’équivalence ?
Q12) Calculer la valeur de xmax.
La réaction est-elle terminée ? Que vaut la vitesse volumique quand la
réaction est terminée ?
Q13) Déterminer graphiquement le temps de
demi-réaction (instant au bout duquel x = xmax/2).
Nettoyer
le matériel utilisé et le ranger avant de quitter la salle