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2ème Bac SM Mahdade Allal année scolaire 2016-2017 transformation lente et rapi

2ème Bac SM Mahdade Allal année scolaire 2016-2017 transformation lente et rapide : Activités Qu’est ce qu’une réaction d’oxydoréduction ? Activité 1 : Les ions argents Ag+ réagissent sur le métal cuivre pour donner des arborescences d’argent métallique et des ions cuivre (II). 1. Écrire directement l’équation de la réaction observée . ..................................................................................................................................................... 2. Quels sont les couples oxydant/réducteur mis en jeu ? Écrire les demi-équations d’oxydo- réduction . ............................................................. .............................................................. Activités 2 Établir les demi-équations d’oxydoréduction des couples suivants , dans un milieu acide : (a) SO2− 4 (aq)/SO2(aq) ; (b) CO2(aq)/H2C2O4(aq) .............................................................................. ................................................................................. Comment distinguer une transformation rapide d’une trans- formation lente ? Activité 1 : On verse dans un tube à essai 5cm3 d’une solution de sulfate de cuivre (II) et on lui ajoute quelques gouttes d’une solution de la soude . 1. Qu’observe-t-on ? Quel est le nom du composé obtenu ? ........................................................................................................................................ 2. Écrire l’équation de cette transformation chimique ............................................................................................................................................ 3. La précipitation est-elle immédiate ou progressive ? La réaction est-elle lente ou rapide ? ............................................................................................................................................. ................................................................................................................................................ Activité 2 : Dans un bécher, on place 20 mL d’acide chlorhydrique molaire . On lui ajoute 20 mL dune solution de thiosulfate de sodium de concentrations 0,2 mol/L . On l’expose à la lumière blanche et on observe son contenu . 1/6 http://www.chimiephysique.ma 2ème Bac SM Mahdade Allal année scolaire 2016-2017 Au bout de quelques instants , le contenu du bécher prend une couleur bleu , puis devient jaune et opaque . 1. De quoi est du l’évolution progressive de ce mélange réactionnel ? ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... 2. Les couples qui sont mis en jeu sont : S2O2− 3 (aq)/S(s) et SO2(aq)/S2O2− 3 (aq) Écrire l’équation de de cette transformation . ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... 3. La dismutation de l’ion thiosulfate est-elle immédiate ou progressive ? La réaction est-elle lente ou rapide ? ................................................................................................................................................... Activité 3 . La réduction des ions de permanganate MnO− 4 (aq) en dioxyde de manganèse MnO2(s) en milieu acide . On conserve une solution de permanganate de potassium acidiﬁée dans un ﬂacon non fermé pendant quelques mois . Après on observe que les parois du ﬂacon sont couvertes d’un dépôt brun de dioxyde de manganèse MnO2(s) . 1. Écrire l’équation de la réaction de formation de MnO2(s) ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... 2. La réaction est-elle lente ou rapide ? .......................................................................... 2/6 http://www.chimiephysique.ma 2ème Bac SM Mahdade Allal année scolaire 2016-2017 Comment déterminer la concentration d’une espèce chi- mique en solution ? Exemple : Le lugol est une préparation , vendue en pharmacie , constituée de diiode dissous I2(aq) dans une solution aqueuse d’iodure de potassium (K+(aq) + I−(aq)) . On souhaite déterminer la concentration molaire de la solution en diiode . À l’aide d’une pipette jaugée , on introduit , dans un bécher , un volume de 10, 0ml de la solution à doser , de concentration C1 inconnue . On remplit la burette graduée avec la solution titrante de thiosulfate de sodium 2Na+(aq) + S2O2− 3 (aq) de concentration C2 = 0, 100mol/l . 1. Faire un schéma du montage expérimentale pour la réalisation de ce titrage . 2. Écrire l’équation chimique de la réaction du dosage . On donne les couple d’oxydoréduction suivant : S4O2− 6 (aq)/S2O2− 3 (aq) et I2(aq)/I−(aq) 3. comment peut-on repérer l’équivalence ? 4. L’équivalence est obtenu lorsqu’on verse un volume de la solution en thiosulfate de sodium V2E = 8, 2ml . Calculer la concentration molaire en diode . Comment accélérer ou ralentir une transformation chi- mique : les facteurs cinétique Inﬂuence de la concentration des réactifs Activité 4 : En milieu acide les ions permanganate MnO− 4 (aq) réagissent lentement avec l’acide oxalique H2C2O4(aq) . L’équation de la réaction s’écrit : 2MnO− 4 (aq) + 6H+(aq) + 5H2C2O4(aq) − →2Mn2+(aq) + 8H2O(l) + 10CO2(aq) On dispose d’une solution acidiﬁée de permanganate de potassium à C1 = 2, 0 × 10−3mol/l et d’une solution d’acide oxalique à C2 = 0, 500mol/l pour préparer diﬀérents mélanges A,B et C de même volume V . Soit respectivement V1, V2 et V3 les volumes de solution de permanganate de potassium , d’eau et d’acide oxalique tel que V = V1 + V2 + V3 = 20, 0ml. Dans un premier temps, on mélange dans trois béchers les volumes V1 et V2 de solution de per- manganate de potassium et d’eau . On ajoute en même temps et en déclenchant le chronomètre les volume V3 d’acide oxalique aux diﬀérents mélanges . On détermine la durée td nécessaire à la disparition de la tente rose . Mélange A B C V1(ml) 5,0 5,0 5,0 V2(ml) 9,0 6,0 3,0 V3(ml) 6,0 9,0 12,0 [MnO− 4 ](mol/l) [H2C2O− 4 ](mol/l) td(s) 300 260 220 3/6 http://www.chimiephysique.ma 2ème Bac SM Mahdade Allal année scolaire 2016-2017 1. Quel est le réactif dont l’inﬂuence de la concentration est étudiée dans cette série d’expé- rience ? Justiﬁer . .............................................................................................................................................. ................................................................................................................................................ 2. Qu’observe-t-on et que peut-on conclure ? .............................................................................................................................................. ................................................................................................................................................ .............................................................................................................................................. ................................................................................................................................................ Inﬂuence de la température La température est-elle un facteur cinétique ? Activité 5 : On verse dans deux béchers A et B , 10, 0ml d’une solution d’acide oxalique à , 50mol/l . On laisse le bécher A à température ordinaire et porter le bécher B à 60◦C à l’aide d’un bain marie . Ajouter 3ml d’une solution acidiﬁée de permanganate de potassium à 0, 10mol/l dans chacun des béchers . Comparer les durées de décoloration td de chaque mélange et conclure . .............................................................................................................................................. ................................................................................................................................................ 4/6 http://www.chimiephysique.ma 2ème Bac SM Mahdade Allal année scolaire 2016-2017 transformation lente et rapide : Exercices Exercice 1 Établir les demi-équations d’oxydoréduction des couples suivants dans un milieu acide : a. MnO− 4 (aq)/Mn2+(aq) b. MnO2(s)/Mn(s) c. MnO− 4 (aq)/MnO2(s) d. MnO− 4 (aq)/Mn(s) Exercice 2 Les ions bichromates Cr2O2− 7 réagissent avec les ions fer (II) pour donner des ions chrome (III) et fer (III) . 1. Quels sont les couples oxydant/réducteur mis en jeu ? Écrire les demi-équations d’oxy- doréduction . 2. Établir l’équation de cette réaction . Exercice 3 On réalise l’oxydation des ions iodures I−(aq) par les ions peroxodusulfates S2O2− 8 (aq), les couples mis en jeu sont : S2O2− 8 (aq) : SO2− 4 et I2(aq)/I−(aq). cette réaction est lente . À l’état initial , on mélange V1 = 50, 0ml d’une solution d’iodure de potassium , K+(aq) + I−(aq), à C1 = 1, 0mol/l et V2 = 50, 0ml d’une solution de peroxodisulfate de potassium , 2K+(aq)+S2O2− 8 (aq), à C2 = 0, 20mol/l. On détermine la concentration du diiode au cours du temps . Au bout de 30 minutes , on trouve : [I2]30min = 6, 0 × 10−2mol/l, la réaction est - elle ﬁnie ? Exercice 4 On se propose de déterminer la teneur en dioxyde d’étain SnO2(s) d’un minerai d’étain . 1. Un échantillon de masse m = 0, 44g de minerai est broyé, puis traité , en milieu acide et à chaud , par de la poudre de plomb Pb(s) en excès : on obtient des ions d’étain Sn2+(aq) et des ions de plomb Pb2+(aq) . a. Pourquoi utilise-t-on un excès de plomb ? Pourquoi opère-t-on à chaud ? b. Écrire l’équation de la réaction du dioxyde d’étain avec le plomb (couples mis en jeu : SnO2(s)/Sn2+(aq) et Pb2+(aq)/Pb(s) ) . 2. On suppose que Pb(s) ne réagit qu’avec SnO2(s) dans l’échantillon . Lorsqu’on estime la réaction complète , le solide restant est ﬁltré et rincé avec de l’eau , ajoutée ensuite au ﬁltrat . La solution (S) ainsi obtenue est titrée par une solution de dichromate de potassium , de concentration C = 0, 020mol/l . L’élément étain repasse à l’état de dioxyde d’étain . 5/6 http://www.chimiephysique.ma 2ème Bac SM Mahdade Allal année scolaire 2016-2017 a. Établir l’équation de la réaction de titrage de la solution (S) par celle de dichro- mate de potassium couples mis en jeu : SnO2(s)/Sn2+(aq) et Cr2O2− 7 (aq)/Cr3+(aq) b. Le titrage nécessite un volume VE = 21, 7ml de la solution de dichromate de potassium . Déterminer la quantité ni(Sn2+) d’ions Sn2+(aq) titrée . 3. En déduire le pourcentage massique de SnO2(s) dans le minerai . Exercice 5 La fonte est un alliage comportant essentiellement du fer et du carbone . Aﬁn de connaître sa teneur en fer , on réalise les opérations suivantes : on prélève une masse m = 10g de fonte que l’on traite par une solution d’acide sulfurique en excès . Le volume de la solution obtenue est ajusté à 1, 0l. On prélève V1 = 10, 0ml de cette solution , que l’on dose par manganimétrie. Il faut verser V2 = 15, 3ml d’une solution de permanganate de potassium à C2 = 0, 022mol/l pour obtenir une coloration persistante . 1. Établir l’équation de la réaction du fer avec la solution d’acide sulfurique . Pourquoi utilise-t-on un excès d’acide sulfurique ? 2. a. Établir l’équation de la réaction de titrage b. Déterminer la quantité de fer contenu dans l’échantillon de fonte 3. Quel est le uploads/Finance/ transformation-lente-et-rapide-activites.pdf