On se propose d'étudier l'évolution de la transformation entre les ions iodure I-(aq) et l'eau oxygénée H2O2(aq). Les couples intervenant dans la réaction sont: I2(aq)/I-(aq) et H2O2(aq)/H2O(l).
On introduit, dans un bécher, un volume V= 20 mL d'une solution d'iodure de potassium de concentration C= 1,0 mol.L-1, un volume V'= 10 mL d'une solution d'acide chlorhydrique de concentration en ions oxonium [H3O+]= 1,0* 10^-1 mol.L-1 et un volume Vn= 20 mL d'une solution d'eau oxygénée de concentration [H2O2]= 1,0*10^-4 mol.L-1. Un spectrophotomètre est relié par un boîtier d'acquisition à un ordinateur. Rapidement, on verse le mélange réactionnel dans une cuve que l'on place dans le spectrophotomètre préalablement réglé sur la longueur d'onde permettant d'effectuer les mesures les plus précises. On déclenche alors l'acquisition qui permet d'obtenir la courbe ci-dessous.
1/ Ecrire l'équation de la transformation étudiée.
2/ A l'aide du spectre d'absorption du diiode donné ci-dessous, donner la valeur de la longueur d'onde à laquelle on a réglé le spectrophotomètre. Justifier la réponse.
3/ Calculer les quantités de matière des réactifs introduits.
4/ Etablir le tableau d'avancement de la réaction.
5/ Déterminer le réactif limitant.
6/ Calculer la quantité de diiode formée en fin de réaction. En déduire la concentration finale en diiode dans le milieu réactionnel.
7/ En analysant la courbe A= f(t) donnée ci-après, peut-on dire qu'à la date t= 900 s, la réaction est terminée?
Justifier la réponse.
8/ Déterminer la valeur Af de l'absorbance finale.
9/ Après avoir rappelé la loi de Beer-Lambert, déterminer la valeur de l'absorbance à la date t= 300 s puis calculer la concentration en diiode à cet instant.
10/ Comment évolue la vitesse volumique de la réaction au cours du temps? Comment peut-on justifier cette évolution?
11/ Déterminer le temps de demi-réaction t1/2.
Pour le 1/,
I2/I--> I2 + 2e-= 2I-.
H2/H2O--> H2O2+ 2H+ +2e-= 2H2O.
Donc, l'équation de la transformation étudiée est: 2I- +H2O2 +2H+= I2- +8H2O.
Mais, les justifications me posent problème.
Je vous remercie pour l'aide que vous voudriez bien m'apporter.