Correction TP n°2 : Evolution d’un système chimique : suivi de l’évolution d’une transformation par absorbance

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6 1ere- Spé Correction TP n°2 : Evolution d’un système chimique : suivi de l’évolution d’une transformation par absorbance Définitions : Rappels Système chimique : ensemble d'espèces chimiques susceptibles de réagir entre elles. Un système chimique peut évoluer au cours du temps et subir une transformation chimique qui modifie son état. Une transformation chimique correspond à l’évolution d’un système chimique d’un état initial vers un état final correspondant à un ensemble différent d’espèces chimiques. L’équation de réaction modélise la transformation chimique. Elle s’écrit sous la forme : r éactifs→ produits - uniquement les espèces qui se sont transformées donc ne fait pas intervenir les espèces spectatrices - équilibrée (éléments chimiques et charge) Document 1 : S1 :(K+aq, I-aq) avec C1= 1,0.10-1 mol.L-1 S2 : (H2O2 aq) C2= 1,0.10-1 mol.L-1 Lors du mélange de S1 et de S2, et en milieu acide (apport d'ions H+aq et d’ions SO42-aq ), les ions iodures, I-aq, réagissent avec les molécules de peroxyde d'hydrogène, H 2O2, pour donner des molécules de diiode, I2 et des molécules d'eau, H2O. Les espèces spectatrices sont : les ions potassium, de formule K+aq et les ions sulfates, de formule SO42-aq. Toutes les espèces citées ci-dessus son incolores en solution, sauf I2 qui est jaune-orangée en solution aqueuse. Thème : Constitution et transformations de la matière – Chap.

6 1ere- Spé Objectif 1 : Compréhension de la transformation chimique et du suivi par absorbance (55 min) Le but de ce travail est de comprendre l’évolution des différentes espèces au cours de la transformation chimique. ➢ Questions : État initial Peroxyde d’hydrogène : H2O2 Iodure de potassium : K+aq et I-aq Acide sulfurique: H+aq et SO42-aq État final Transformation Diiode : I2 Eau : H2O Ions potassium : K+aq Ions sulfates : SO42-aq 4- Modéliser la transformation chimique par son équation de réaction. 2 I- (aq) + 1 H2O2(aq) + 2 H+(aq) → 1 I2(aq) + 2 H2O 5- a) Expliquer pourquoi on peut suivre l’évolution au cours du temps de cette transformation chimique par mesure d’absorbance. I₂ = seule espèce chimique du système colorée ; or I₂ = produit de la transf.

ch.

donc mélange incolore au départ qui va se colorer au fur et à mesure que la transf.

ch.

avance.

Au fur et à mesure que le mélange se colore, l’absorbance augmente.

Le suivi par absorbance va donc permettre de suivre l’avancement de la trans.

ch. b) Prévoir la gamme de longueur d’onde pour laquelle l’absorbance du système sera la plus élevée et l’allure du spectre d’absorption correspondant.

6- Donner un titre à la courbe obtenue. I₂ = solution jaune orange donc diffuse et transmet les radiations vertes et rouges de la lumière visible et absorbe les radiations bleu et cyan soit des radiations de longueurs d’onde situées vers 450 nm. 7- Expliquer ce que l’allure de la courbe nous donne comme information sur le déroulement de la transformation chimique. La courbe obtenue (absorbance de I₂ en fonction du temps) montre : - 1ere partie croissante c’est-à-dire A augmente donc I₂ augmente - 2ème partie constante c’est-à-dire A n’évolue plus donc I₂ n’évolue plus : la transformation chimique est terminée. ➢ Mise en œuvre de l’expérience : Matériel : Substances : - 3 béchers - 2 pipettes graduées de 5 mL + propipettes - spectrophotomètre Pasco + notice d’utilisation - cuves pour le spectro - lunettes de protection obligatoires - solutions S1 et S2 - solution d'acide sulfurique, notée (H+aq, SO42- aq) Thème : Constitution et transformations de la matière – Chap.

6 1ere- Spé Protocole : Attention : suivre les consignes orales dont dépendent la réussite de la manip. - Prélever un volume V1 = 3,0 mL de S1.

Verser ce volume dans un bécher identifié S1. - Dans le même bécher, ajouter 10 gouttes d'acide sulfurique, et 6 mL d'eau distillée. - Prélever un volume V2 = 3,0 mL de S2.

Verser ce volume dans un bécher identifié S2. - Configurer le logiciel Pasco afin de réaliser une étude cinétique – évolution de l’absorbance en fonction du temps de cette transformation chimique : un relevé d'absorbance A toutes les 10 s pendant 10 minutes, à la longueur d'onde λ = 460 nm. Objectif 2 : Evolution de la transformation chimique au cours du temps (45 min) Le but de cette partie est de voir l’évolution du système chimique au cours de la transformation et de décrire le système chimique à la fin de la transformation. Document 1 : Loi de Beer-Lambert pour le diiode à λ = 460 nm A = 0,14 x C(I2) avec C(I2) en mmol.L-1 ➢ Questions : 1- A partir de la relation du document 1, démontrer que la relation permettant de déterminer la quantité de diiode formée à un instant t à partir de l'absorbance A s’écrit : n(I2)(en mmol) = 0,086 x A On part de.... »