Nouvelle Calédonie Novembre 2004

ÉTAT FINAL D’UN SYSTÈME CHIMIQUE : ÉTUDE PAR SPECTROPHOTOMÉTRIE ET TITRAGE (6,5 points)

Les ions iodure (I-) réagissent avec les ions peroxodisulfate (S2O82-).
L’équation associée à la réaction s’écrit : 2I-(aq) + S2O82-(aq) = I2(aq) + 2SO42-(aq) (1)
En présence d’ions iodure, le diiode se transforme en ions triiodure (I3-) de couleur brune.
Pour simplifier l’écriture, on raisonnera à partir de l’équation (1) sans tenir compte de la formation des ions triiodure.

A un instant pris pour origine des dates (t = 0 min), on réalise un mélange réactionnel S à partir d’un volume V1 = 10,0 mL de solution aqueuse d’iodure de potassium (K+(aq) + I-(aq)) de concentration molaire en soluté apporté c1 = 5,0×10-1 mol.L-1 et d’un volume V2 = 10,0 mL de solution aqueuse de peroxodisulfate de sodium (2Na+(aq) + S2O82-(aq)) de concentration molaire en soluté apporté c2 = 5,0×10-3 mol.L-1.

1. Suivi spectrophotométrique de la transformation chimique.

On souhaite étudier la formation du diiode au cours du temps par spectrophotométrie.
Un prélèvement du mélange réactionnel S est introduit rapidement dans la cuve d’un spectrophotomètre dont la longueur d’onde est réglée sur une valeur adaptée à l’absorption par le diiode. On admettra que le diiode est la seule espèce colorée présente dans le mélange et qu’au cours de l’expérience la température de la solution reste constante.
Les résultats des mesures d’absorbance en fonction du temps sont rassemblées dans le tableau ci-dessous :

|t (min) |1 |
|État du système |Avancement |Quantité de matière en mol |
|État initial | | | | | |