MPSI BDL n° 210/11Cinétique chimiquepour le 20/09/10

CHIMIE

Exercice n° 1 : Oxydation des ions iodure par les ions peroxodisulfate (Extrait Mines AADN 01)

On se propose de déterminer l'ordre et la constante de vitesse de la réaction des ions iodure I- par les ions peroxodisulfate S2O82- en solution aqueuse.

1 – Réaction étudiée

a – Écrire l'équation-bilan de la réaction entre les ions iodure et les ions peroxodisulfate.

b – Dans cette réaction, seule la solution aqueuse de diiode est colorée. Préciser cette couleur.

2 – Suivi de la réaction

Cette réaction sera suivie en mesurant l'absorbance de la solution au cours du temps. On rappelle la loi de Beer-Lambert donnant l'absorbance A d'une solution de I2 à la concentration C et placée dans une cuve de largeur ℓ : A = ελ.ℓ.C, où ελ est le coefficient d'extinction molaire de I2 à la longueur d'onde λ.

a – Si on souhaite vérifier cette loi, comment choisit-on habituellement la longueur d'onde de travail ? Quelle courbe doit-on tracer au préalable pour déterminer expérimentalement cette longueur d'onde ?

b – Faire le lien entre cette longueur d'onde et la couleur du diiode.

À la longueur d'onde de 454 nm on mesure l'absorbance A de différentes solutions de diiode, préparées à partir d'une solution mère de diiode à 2.10-3 mol.L-1. On obtient la courbe suivante :

c – Expliquer comment préparer 20 mL de la solution de diiode à 5.10-4 mol.L-1 à partir de la solution mère (volumes prélevés, verrerie utilisée, …).

d – La loi de Beer-Lambert est-elle vérifiée ?

3 – Étude cinétique

On suppose que la réaction étudiée admet un ordre partiel p par rapport aux ions iodure et un ordre partiel n par rapport aux ions peroxodisulfate.
À l'instant t = 0, on mélange 25 mL de solution d'iodure de potassium à 0,250 mol.L-1 et 15 mL de solution de peroxodisulfate d'ammonium à 6,25.10-3 mol.L-1.

a – Calculer les concentrations des réactifs juste après le mélange et avant que ne débute la