QCM N° 03 Suivi temporel d'une réaction chimique

QCM N° 03 Suivi temporel d'une réaction chimique

QCM. N° 03	Suivi temporel d'un système chimique.

QCM N° 03

Suivi temporel.

Pour chaque question, indiquer la (ou les) bonne(s) réponse(s).

Énoncé

A

B

C

R

1

Dans la transformation

modélisée par la

réaction d’équation :

H₂O₂ (aq) + 2 H⁺ (aq)

+ 2 I^– (aq)

→ 2 H₂O (ℓ) + I₂ (aq)

H₂O₂ (aq) et

I^– (aq) sont

des oxydants

H₂O₂ (aq) et

I₂ (aq) sont

des oxydants

H₂O₂ (aq) et

I^– (aq) sont

des réducteurs

B

2

Une équation de la

réaction support du

dosage du diiode s’écrit :

I₂ (aq) + 2 S₂O₃^2- (aq)

→ 2 I^˗ (aq) + S₄O₆^2– (aq)

2 n (I₂, début)

=

n (S₂O₃^2–, éqv)

n (I₂, début)

=

n (S₂O₃^2–, éqv)

n (I₂, début)

=

2 n (S₂O₃^2–, éqv)

A

3

Une solution aqueuse de

chlorure de fer III de

volume V = 1,0 L est préparée

par dissolution d’une quantité

n = 0,10 mol de chlorure de fer

solide FeCℓ₃ (s). Alors :

[Fe³⁺]

=

[Cℓ^–]

=

0,10 mol . L^–1

[Fe³⁺]

=

3 [Cℓ^–]

=

0,30 mol . L^–1

3 [Fe³⁺]

=

[Cℓ^–]

=

0,30 mol . L^–1

C

4

Un catalyseur est une

espèce chimique qui :

Modifie la

composition

finale du

système

Modifie la

durée

d’évolution

d’une

transformation

Remplace

le réactif

limitant

B

5

Soit la réaction suivante :

H₂O₂ (aq) + 2 H⁺ (aq)

+ 2 I^– (aq)

→ 2 H₂O (ℓ) + I₂ (aq)

Un facteur cinétique de

cette réaction est un

paramètre physique qui :

Augmente la

quantité de

diiode formé

à l’état final

Modifie

l’évolution

temporelle

de la

transformation

Augmente

avec la

température.

B

6

L’unité usuelle de

la vitesse volumique de

consommation d’un

réactif est :

mol . L^–1. s^–1

m . s^–1

mol . h^–1

A

7

Le temps de demi-réaction

d’une transformation dans

certaines conditions

expérimentales est

t ½ = 20 min. Au bout de

40 min, dans les mêmes

conditions :

La

transformation

est toujours

terminée

L’avancement

x est toujours

égal à x_max.

L’avancement

vérifie

x > x_f / 2

C

8

Une loi de vitesse est

dite d’ordre 1, si :

La concentration

en quantité de

réactif est

proportionnelle

au temps

La vitesse

volumique de

consommation

d’un réactif est

proportionnelle

au temps

La vitesse

volumique de

consommation

d’un réactif est

proportionnelle

à sa

consommation

C

9

Le temps de

demi-réaction t ½ est :

La durée

nécessaire à

la disparition

de la moitié

des réactifs

La durée nécessaire

à la disparition

de la moitié

du réactif limitant

La moitié du

temps nécessaire

pour que la

réaction soit

terminée

B

10

La trempe :

Est un rinçage

du mélange

réactionnel

Désigne un

refroidissement

brutal du système

Ralentit

l’évolution

d’un système

BC

QCM réalisé avec le logiciel Questy

Pour s’auto-évaluer

Oxydant-réducteur : (Les réactions d'oxydo-réduction)

- À tout couple oxydant / réducteur, on associe la demi-équation électronique d’oxydoréduction suivante :

Ox

+

n e ^–

double flèche

Red

- Ox + n e ^– Red

- Exemple : Cu²⁺ (aq) + 2 e ^– Cu (s)

- Cu²⁺ (aq) est l’oxydant du couple Cu²⁺ (aq) / Cu (s)

- Cu (s) est le réducteur du couple Cu²⁺ (aq) / Cu (s)

- Remarque :

- L’oxydant se trouve du même côté que les électrons dans la demi-équation électronique.

- Ceci est une écriture formelle.

- La double flèche traduit la possibilité de passer d’une forme à l’autre suivant les conditions expérimentales.

- La transformation chimique qui correspond au passage de l’oxydant Ox à son réducteur conjugué Red est une réduction. :

- Une réduction est un gain d’électrons.

- La transformation chimique qui correspond au passage du réducteur Red à son oxydant conjugué Ox est une oxydation :

- Une oxydation est une perte d’électrons.

- Au cours d’une réaction d’oxydoréduction, un oxydant est réduit et un réducteur est oxydé.

Équation de la réaction :

H₂O₂ (aq) + 2 H⁺ (aq) + 2 I^– (aq) → 2 H₂O (ℓ) + I₂ (aq)

Couples oxydant-réducteur :

- Le peroxyde d’oxygène H₂O₂ (aq) (eau oxygénée) est l’oxydant du couple H₂O₂ (aq) / H₂O (ℓ)

- Le diiode I₂ (aq) est l’oxydant du couple I₂ (aq) / I^– (aq)

Interprétation :

H₂O₂ (aq)	+ 2 e^–	+ 2 H⁺ (aq)		2 H₂O (ℓ)
		2 I^– (aq)		I₂ (aq)	+ 2 e^–
H₂O₂ (aq)	+ 2 H⁺ (aq)	+ 2 I^– (aq)	→	2 H₂O (ℓ)	+ I₂ (aq)

Dosage du diiode :

- À l’équivalence, les réactifs ont été mélangés dans les proportions stœchiométriques :

Équation de titrage	I₂ (aq)	+ 2 S₂O₃^2– (aq)	→	2 I^– (aq) + S₄O₆^2– (aq)
Quantités de matières à l’équivalence	n (I₂, début)	n (S₂O₃^2–, éqv)
Coefficients stœchiométriques	1	2
Relation	Ou 2 n (I₂, début) = n (S₂O₃^2–, éqv)

- Voir : Chap. N° 04 Titrage colorimétrique ( première)

Solution de chlorure de fer III :

Préparation de solutions

- Réaction de dissolution :

FeCℓ₃ (s) Fe³⁺ (aq) +3 Cℓ^– (aq)

	FeCℓ₃ (s)	→	Fe³⁺ (aq)	3 Cℓ^– (aq)
Quantités de matière Avant dilution	n		0	0
Quantités de matière Après dilution	0		n	3 n
Concentrations	C = n / V		C = n / V	3 C = 3 n / V
Solution mol . L^–1	C = 0,10		[Fe ³⁺] = C = 0,10	[Cl^–] = 3 C = 0,30

Catalyseur :

- Un catalyseur est une espèce chimique qui accélère une réaction chimique.

- Au cours de la transformation, il est consommé puis régénéré.

- En conséquence, sa formule n’apparaît pas dans l’équation de la réaction.

- Il n‘agit pas sur la limite de la réaction chimique (si celle-ci est limitée).

Les facteurs cinétiques :

- La concentration des réactifs est un facteur cinétique.

- La vitesse de disparition d'un réactif ou de formation d'un produit augmente généralement avec la concentration des réactifs.

- La température d'un mélange réactionnel est un facteur cinétique.

- La vitesse de formation ou de disparition d'un corps augmente généralement avec la température.

Vitesses volumiques :

► Vitesse volumique d’apparition d’un produit P :

- La vitesse v_app (P)_t d’apparition ,d’un produit P, est égale à la dérivée par rapport au temps de sa concentration :

- vitesse volumique apparition

► Vitesse volumique de disparition d’un réactif R :

- La vitesse v_disp (R)_t de disparition, d’un réactif R, est égale à l’opposé de la dérivée par rapport au temps de sa concentration :

- vitesse volumique disparition

► Vitesse volumique et unités :

- La vitesse volumique peut s’exprimer en mol . L^–1 . s^–1

- On peut utiliser aussi : mol . L^–1 . min^–1

Loi des vitesses d’ordre 1 :

- Considérons la réaction chimique suivante :

a A + b B → c C + d D

- Une réaction chimique est d’ordre 1 par rapport au réactif A,

- si lorsque le réactif B est en large excès,

- les vitesses volumiques de disparition des réactifs

- ou d’apparition des produits sont proportionnelles à la

- concentration [A]_t de l’espèce A au cours du temps :

- Ainsi, on peut écrire :

vitesse d'ordre 1

Temps de demi-réaction :

- Le temps de demi-réaction t_1/2 d’un système chimique est la durée au bout de laquelle la moitié du réactif limitant a été consommé.

- À la date t = 0, la concentration initiale du réactif A est [A]₀.

- Le temps de demi-réaction t_1/2 est la date pour laquelle :

-

- Détermination graphique :

La trempe :

- Elle désigne le refroidissement brutal d’un milieu réactionnel pour le rendre cinétiquement inerte.

- On utilise ce procédé lors de dosages en séances de travaux pratiques pour arrêter la réaction à un instant donné t.

- Si le refroidissement est assez rapide, le système n’évolue plus et conserve la composition qu’il avait juste avant le refroidissement.

- D’autre part, pour ralentir les réactions indésirables, on place les aliments au réfrigérateur ou au congélateur.