Cinetique chimie 2017 2018

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Académie de Pikine-Guédiawaye Année scolaire 2015/2016

Lycèe de Thiaroye Niveau : TS₂

SERIE CINETIQUE CHIMIQUE

Exercice 1:

L’acide acétique et l’éthanol peuvent réagir .....Télécharger le document complet en PDF ci dessus...... d’estérification d’équation-bilan :

CH₃CO₂H + CH₃CH₂OH CH₃CO₂CH₂CH₃ + H₂O

On réalise,.....Télécharger le document complet en PDF ci dessus..... l’estérification d’un mélange d’éthanol et d’acide éthanoïque.

.....Télécharger le document complet en PDF ci dessus..... série d’ampoules scellées contenant chacune 1,00 mol d’éthanol et 1,00 mol d’acide acétique que l’on porte à la température choisie.

On arrête la réaction à une date déterminée et l’on dose l’acide restan.....Télécharger le document complet en PDF ci dessus.....titrée d’hydroxyde de sodium. On obtient les résultats suivants :

ampoule n°	1	2	3	4	5	6	7	8
temps (h)	0	1	3	10	25	50	75	100
n_acide restant (mol)	1,00	0,79	0,60	0,49	0,40	0,37	0,35	0,34
n_ester formé (mol)

Justifier la nécessité d’arrêter la réaction avant le dosage.

Indiquer comment on peut réaliser cette opération.

Compléter le tableau ci-dessus, tracer la courbe .....Télécharger le document complet en PDF ci dessus......

Echelle : 2 cm pour 10 h et 10 cm pour 0,5 mol d’ester.

En utilisant la courbe, déterminer la vitesse.....Télécharger le document complet en PDF ci dessus..... instantanée de formation de l’ester, exprimée en mol/h, pour t = 5 h et t = 30 h......Télécharger le document complet en PDF ci dessus.....

Que vaut cette vitesse à la date t = 100 h ? Quelle est alors la composition du mélange réactionnel

Exercice 2 : Les ions permanganates 2 MnO + 16 H + 5C₂O 2 Mn²⁺ + 8 H₂O + 10CO₂.

On considère un volume V₀ = 20cm³ d’une solution aqueuse de permanganate.....Télécharger le document complet en PDF ci dessus..... de potassium de concentration C_a = 0,2 mol/L et un volume v_r= 20 cm³ de solution d’oxalate de concentration C_r= 0,5 mol/L. On mélange rapidement ces deux solutions et l’on acidifie par addition d’acide sulfurique. .....Télécharger le document complet en PDF ci dessus..... temps. On obtient le tableau suivant :

t(min

C=[ MnO ]mol/L

0,100

0,096

0,086

0,060

0,030

0,012

0,005

0,003

0,002

Calculer la quantité n₀, d’ions permanganate initialement présente dans le mélange. Reste-t-il des ions oxalate à la fin de la réaction ?
Tracer la courbe .....Télécharger le document complet en PDF ci dessus.....au cours du temps.
On rappelle que la vitesse de disparition de l’ion permanganate est la grandeur définie par la relation v= -

Déduire du graphique la valeur de cette vitesse à la date t = 25mn.
Que peut-on dire de l’évolution de cette vitesse au cours du temps ? .....Télécharger le document complet en PDF ci dessus.....Comment peut-on l’interpréter ?

Exercice 3 :

On veut étudier la cinétique de saponification. Pour cela, on réalise un mélange .....Télécharger le document complet en PDF ci dessus..... d’ester et d’hydroxyde de sodium dans un solvant approprié.

A l’instant de date t= 0, chaque réactif a pour concentration molaire 5.10^-2mol/L.

Ecrire l’équation de la réaction.
le mélange est maintenu.....Télécharger le document complet en PDF ci dessus..... température constante CO₃^2- et des prises d’essai de volume v_e = 10 cm³ sont effectuées de temps en temps.

On dose les ions OH^- restants par l’acide chlorhydrique de concentration molaire C_A = 10^-2 mol/L. L’indicateur coloré étant la phénophtaléine, préciser .....Télécharger le document complet en PDF ci dessus.....

Les résultats des différents dosages sont consignés dans le tableau suivant. On appelle V_A le volume de l’acide chlorhydrique.

Date(min)	4	9	15	24	37	53	83	143
Volume(cm³)d’acide chlorhydrique à 10^-2mol/L	44,1	38,6	33,7	27,9	22,9	18,5	13,6	8,9

Calculer pour chaque prélèvement la concentration molaire d’ester restant :

C_E = [R-COOR]. On expliquera les calculs pour le premier prélèvement, puis .....Télécharger le document complet en PDF ci dessus..... sous la forme d’un tableau.

4-a) Tracer la courbe C_E = [ R- COOR] = f(t).

b) On appelle temps de demi réaction (notée t_1/2) le temps au bout duquel la moitié de l’ester a été saponifié. A l’aide de la courbe déterminer le temps de demi réaction et le pourcentage d’ester saponifié à la date t = 2t_½.

5- On réalise une nouvelle étude, avec les mêmes réactifs, ayant à la date t = 0 la même concentration que précédemment......Télécharger le document complet en PDF ci dessus...... Soit ’ cette valeur telle que 0’> . On constate que le temps de demi réaction t’_½ est différent de t_½.

Est-il inférieur ou supérieur à t_½ ? Justifier .....Télécharger le document complet en PDF ci dessus.....

Exercice 4 :

Dans .....Télécharger le document complet en PDF ci dessus..... : 50 cm³ de solution de peroxodisulfate de potassium de (concentration 2,6.10^-2 mol/L) et 500 cm³ de solution d’iodure de potassium .....Télécharger le document complet en PDF ci dessus.....(de concentration 2,0. 10^-2 mol/L). Les ions iodures I^- et les ions peroxodisulfate S₂O donnent une réaction lente du diiode ₂ selon l’équation bilan suivante : S₂O + 2 ^- ₂ + 2SO

On se propose d’étudier la vitesse de formation diiode

1- Pour déterminer les valeurs de la concentration .....Télécharger le document complet en PDF ci dessus..... un volume v₁ = 10 cm³ de ce mélange. Chaque prélèvement est aussitôt versé .....Télécharger le document complet en PDF ci dessus...... Le diiode ₂ contenu dans .....Télécharger le document complet en PDF ci dessus.....les différents échantillons est alors dosé par une solution de thiosulfate de sodium de concentration C₂ = 1,0.10^-2 mol/L. .....Télécharger le document complet en PDF ci dessus..... la réaction entre le diiode et les ions thiosulfate est : 2 S₂O + ₂ 2 ^- + S₄O

Le volume V₂ de solution de thiosulfate qu’il faut ajouter .....Télécharger le document complet en PDF ci dessus.....est déterminé par la disparition de la teinte brune du diiode. Pourquoi chaque prélèvement est-il versé dans l’eau glacée ? Exprimer la concentration C₁ .....Télécharger le document complet en PDF ci dessus.....de diiode à l’instant t en fonction .....Télécharger le document complet en PDF ci dessus.....de v₁, v₂ et C₂.

2- Les valeurs du volume v₂ correspondant aux dates t de prélèvement des échantillons sont portés dans le tableau ci-dessous :

Date(mn)	5	10	15	20	30	40	50	60
V₂(cm³)	4,0	7,6	10,6	13,2	17,6	20,4	22,2	23,2

Calculer la valeur de concentration C₁ du diiode aux dates t.
Tracer la courbe représentative C₁ en fonction du temps

Echelles :

c) Définir la vitesse instantanée de formation du diiode. Déterminer graphiquement cette vitesse aux dates t = 0 et t= 50 min. Comment justifier cette diminution de la vitesse de formation du diiode au cours du temps ?

Exercice 5 :

L’eau oxygénée (ou peroxyde d’hydrogène) H₂O₂ se décompose spontanément mais lentement selon la réaction :

2 H₂O₂ ® O₂ + 2H₂O

On se propose d’étudier la cinétique de cette réaction dans le cas de la catalyse par les ions Fe³⁺

Qu’entend-on par catalyseur ?

On effectue des prélèvements du mélange réactionnel échelonnés dans le temps. On y dose immédiatement H₂O₂ restant à l’aide d’une solution de permanganate KMnO₄. .....Télécharger le document complet en PDF ci dessus..... : MnO₄^- (couleur rose) est réduit en Mn²⁺ (incolore) par H₂O₂ on verse la solution de permanganate.....Télécharger le document complet en PDF ci dessus..... d’une solution rose persistante. Ecrire et équilibrer l’équation de la réaction de MnO₄^- sur H₂O₂.

On donne le couple oxydant réducteur de H₂O₂ qui intervient dans cette réaction :

H₂O₂ O₂ + 2 H⁺_aq + 2e^-

A chaque essai, on opère sur v_n= 10 ml de prélèvement et on utilise v(ml) de solution de permanganate de potassium de concentration C = 1,5.10^-2 mol/L.

On obtient le tableau suivant :

t(s)	0	230	330	570	735	910	1055
V(ml)	12,3	7,8	5,7	4,0	2,9	2,0	1,55

Exprimer la concentration [H₂O₂] restant avant dosage en fonction de C.V et V_n

Tracer la courbe donnant [H₂O₂] en fonction du temps.

Echelle :

En déduire la vitesse instantanément de disparition de H₂O₂ à t = 0.
On appelle temps de demi-réaction t_d .....Télécharger le document complet en PDF ci dessus..... disparition de la moitié de H₂O₂ présent à t = 0. Déterminer t_d pour la décomposition de peroxyde d’hydrogène. Calculer la vitesse moyenne.....Télécharger le document complet en PDF ci dessus.....de disparition de H₂O₂ entre t = 0 et t_d.