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TP de terminales S – Chimie – TP Page 1 TP de Chimie 2014-2015 Classe de Termin

TP de terminales S – Chimie – TP Page 1 TP de Chimie 2014-2015 Classe de Terminale S2 TP de terminales S – Chimie – TP Page 2 TP Chimie n°2 : Suivi spectrophotométrique d'une réaction vendredi 07 novembre 2014 Objectif : Tracer la droite d’étalonnage A=f(c) Utiliser la spectro UV-visible pour suivre physiquement une réaction chimique. Déterminer le temps de demi-réaction. Pour ce faire nous avons à notre disposition :  Une solution de permanganate de potassium (MnO4 -)  Une solution incolore d'acide oxalique (H2C2O2)  De l’eau distillée  Des cuves  Quatre béchers  Deux béchers  Une pipette  Une blouse I. Partie théorique Couple d’oxydoréduction : MnO4 - (aq) / Mn2+ (aq) CO2 (aq) / H2C2O4(aq) MnO4 - (aq) + 8H+ (l) + 5e- = Mn2+ (aq) + 4H20 (aq) (x2) et H2C2O2 (aq) = 2CO2 (aq) + 2e- + 2H+ (aq) (x5) 2MnO4 - (aq) + 5e- + 16H+ (aq) = 2Mn2+ (aq) + 8H20 (l) et 5H2C2O2 (aq) = 10CO2 (aq) + 10e- + 10H+ (l) 2MnO4 - (aq) + 16H+ (aq) + 5H2C2O2 (aq) 2Mn2+ (aq) + 8H20 (l) +10CO2 (aq) + 10H+ (aq) 2MnO4 - (aq) + 6H+ (aq) + 5H2C2O2 (aq) 2Mn2+ (aq) + 8H20 (l) +10CO2 (aq) TP de terminales S – Chimie – TP Page 3 Équation oxydo-réduction : 2 MnO4 - (aq) + 5 H2C2O4(aq) + 6H+ (l) 2 Mn2+ (aq) + 10 CO2 (aq) + 8 H2O (l) Rouge En effet, toutes les espèces sont incolores excepté le permanganate de potassium (MnO4 -) qui est rosé. Suivre l’absorbance, noté A, c’est suivre la concentration. Il faut placer le colorimètre sur la couleur complémentaire, c’est-à-dire le bleu. Sur Latis-Pro : Il faut placer les cuves sur les faces transparentes afin que les faisceaux lumineux puissent atteindre la solution. Régler le blanc avec de l’eau distillée: Cuve Eau distillée Étalonnage du permanganate de potassium (MnO4 -) : Cuve Permanganate de potassium On obtient à l’aide du spectrophotomètre l’absorbance du MnO4 - de : 1,764 Comme A = k*(MnO4 -) (avec MnO4 - en mol/L) On a alors : k = A ÷ (MnO4 -) Application numérique : k = 1,764 ÷ (1,0*10-3) k = 1764 L.mol-1 II. Protocole expérimental TP de terminales S – Chimie – TP Page 4 Il faut toujours laver à l’eau distillée et à la solution mère sa verrerie avant de procéder aux expériences.  Prendre 20 mL de solution de permanganate de potassium (MnO4 -), acidifiez.  Prendre 20 mL de solution incolore d'acide oxalique (H2C2O4)  Mélanger le MnO4 - et le H2C2O4  Verser environ ¾ de la solution dans une cuve  Placer la cuve sur les faces transparentes afin que les faisceaux lumineux puissent atteindre la solution  Fermer la cuve une fois placée  Sur le logiciel Latis-Pro : mettre 2000 points ; temps:2sec ; total:17 minutes  Cliquer sur acquérir pour tracer la droite d’étalonnage A=f(c) :  Créer un tableur, entrer les valeurs trouvées III. Explications On remarque que le MnO4 - a disparu dans la solution lors de l’absorption. Il est donc le réactif limitant. Ainsi : n (MnO4 -) = n initial (MnO4 -) – 2x Connaissant la concentration à partir de la loi de Beer-Lambert c=A/k, on en déduit l'avancement : x(t)=(cinitial×vinitial-c×V)/2 Voici le graphique de l'avancement obtenu de la solution de MnO4 - avec du H2C2O4 : TP de terminales S – Chimie – TP Page 5 TP Chimie n°3 : Pressiométrie vendredi 14 novembre 2014 Introduction : on va suivre une transformation chimique par un moyen chimique : la pressiométrie. Programme officiel :  Mettre en œuvre un protocole expérimental pour caractériser une espèce colorée.  Pratiquer une démarche expérimentale pour déterminer la concentration d’une espèce chimique par titrage par le suivi d’une grandeur physique et par la visualisation d’un changement de couleur, dans le domaine de la santé, de l’environnement ou du contrôle de la qualité. Objectifs :  Rappel des notions de pression et loi des gaz parfaits  Tableau d’avancement  Couples oxydant/reducteur 1. Protocole expérimental  On découpe 10 cm de ruban de magnésium (masse linéique 24 m donne 25g)  Préparer le tableau de mesure  Mettre le chronomètre à zéro  Remplir les 40 mL d’acide avec les lunettes de protection  Entortiller le ruban, le mettre dans la bouteille, boucher et relever toutes les 5s. 2. Partie théorique  Equation chimique 2H+ + 2e- = H2 Mg2+ +2e- = Mg Mg2+ (aq) + 2H+ (aq) H2 (g)+ Mg2+ (aq)  Tableau d’avancement avancem ent état 2H+ Mg Mg2+ H2 0 initial c×v=2×0.04=0,08 m/M=0,104/24,3 0 0 x intermédiaire 0,08-2x 4,28.10-3-x x x xMAX final 7,1.10-2 0 (limitant) xMAX=4,28.10-3 xMAX=4,28.10-3 3. Exploitation de la courbe TP de terminales S – Chimie – TP Page 6 On utilise la loi des gaz parfaits P×V=n×R×T (avec R=8,31 SI) Attention, les unités sont en système international : P est en Pa, V en m3, n la quantité de matière en mol et T la température absolue en degré Kelvin K). On rappelle que la température absolue est la température relative en Celsius plus 273,15. PV=nRT C’est la différence de pression qui nous intéresse car c’est elle qui est provoquée par l’apparition du dihydrogène. Or, dans le tableau d’avancement, nH2=x PV=xRT donne Conclusion Par l’utilisation d’un baromètre, on arrive à suivre l’état chimique d’un système isolé sans perturber la transformation en cours. La théorie (tableau d’avancement et quantité de matière) est cohérente avec les mesures expérimententales : l’avancement converge vers une limite d’environ 5 mmol. TP de terminales S – Chimie – TP Page 7 TP Chimie n°4 : Titrages vendredi 16 janvier 2015 Programme : Pratiquer une démarche expérimentale pour déterminer la concentration d’une espèce chimique par titrage par le suivi d’une grandeur physique et par la visualisation d’un changement de couleur, dans le domaine de la santé, de l’environnement ou du contrôle de la qualité. introduction : doser ou faire un dosage, c’est déterminer la quantité de matière (ou la concentration) d’une solution. Lorsqu’on réalise un titrage, on dose à partir d’une solution déjà titrée c’est-à-dire dont on connaît précisément la concentration : c’est la solution titrante. Une réaction de titrage doit être rapide et totale. 1. Titrage d’une solution de concentration inconnue d’acide chlorhydrique par la soude. a. comment réaliser un bon titrage ?  Le matériel nécessaire : - une burette graduée sur son support ; - un pot de yaourt de garde ; - un agitateur magnétique ; - un barreau aimanté ; - un papier blanc - un bécher contenant le prélèvement de solution à titrer ; - un bécher contenant le réactif titrant ; - une pissette d’eau distillée  Première étape : rincer la burette avec le réactif titrant Laissez couler quelques millilitres de solution dans la burette. Ouvrez le robinet et rajoutez encore quelques millilitres avant de refermer le robinet. Remarque : pour économiser des produits, il est possible de rincer la burette à l’eau distillée.  Deuxième étape : remplir la burette Le robinet est fermé. Avec le bécher, versez le réactif titrant au-delà du zéro de la burette. Attention !!! Le bécher de garde ou pot de yaourt n’a pas quitté sa place.  Troisième étape : ajuster Placez les yeux face au trait du zéro et ajustez le niveau de telle façon que le bas du ménisque soit sur le trait de jauge en tournant doucement le robinet de la burette pour un écoulement lent et régulier jusqu’à l’ajustage.  Quatrième étape : mise en route de l’agitation Remplacez le bécher de garde par le bécher de solution à titrer avec l'aimant et démarrez l'agitation. Attention !!! En aucun cas, cette dernière ne doit provoquer des éclaboussures et/ou faire du bruit. Si c’est le cas, diminuez la vitesse d’agitation et/ou déplacez le bécher sur l’agitateur. En théorie, on opère deux dosages :  Le dosage rapide qui permet d’encadrer la zone d’équivalence en versant le réactif titrant mL par mL.  Le dosage précis où le réactif titrant est versé jusqu’à 1,5 mL ou 2 mL de la zone d’équivalence rapidement, puis goutte à goutte jusqu’à l’équivalence. Dans la pratique, pour gagner du temps, il est possible de procéder autrement. On réalise un seul dosage où le réactif titrant est versé goutte à goutte jusqu’à l’équivalence.  Cinquième étape : démarrage du goutte à goutte Attention !!! Restez très vigilant toute la durée du dosage pour ne pas manquer l’équivalence. Lorsque vous vous rapprochez de cette dernière, la décoloration du réactif titrant devient plus lente. TP de terminales S – Chimie – TP Page 8  Sixième étape : repérer l’équivalence Attention !!! Attendez bien un changement de coloration persistant et de la couleur attendue  Septième étape : lire le volume équivalent Attention !!! Comme pour toute lecture de niveau, le regard doit être face à lui. La lecture se fait sur le bas du ménisque. La précision est au 1/10 de mL  Huitième étape uploads/Finance/ tp-de-chimie-total.pdf