Amérique du Sud 2007- EXERCICE II. Cinétique chimique et lumière (7 points) http://labolycee.org
1. Étude spectrophotométrique d'une réaction chimique. On se propose d'étudier la cinétique de la réaction entre l'eau oxygénée H2O2 et les ions iodure I – en milieu acide. Les couples oxydant/réducteur mis en jeu sont : H2O2 (aq) / H2O (l ) et l2(aq) / I – (aq). L'équation de la réaction est : H2O2 (aq) + 2 I – (aq) + 2 H+(aq) = 2 H2O (l ) + I2(aq). Parmi les espèces chimiques présentes dans le système, seul le diiode I2 est coloré. 1.1.Expliquer pourquoi on peut utiliser un spectrophotomètre pour suivre l’évolution de la transformation. 1.2.Compléter le tableau descriptif de l'évolution du système fourni en figure 1 de L'ANNEXE À RENDRE AVEC LA COPIE. Les mesures effectuées avec le spectrophotomètre, réglé à la longueur d'onde λ = 580 nm, permettent de tracer la courbe représentant l'évolution de l'avancement x de la réaction en fonction du temps : x = f(t).

1.3. Déduire de la courbe la valeur de l'avancement final. 1.4. Déterminer l'avancement maximal, puis le taux d'avancement final. La transformation peut-elle être considérée comme totale ? 1.5. Définir de manière générale le temps de demi-réaction. 1.6. Déterminer graphiquement la valeur numérique du temps de demi-réaction. 1.7. La vitesse volumique de réaction est définie par la relation : v =

Comment évolue la vitesse de réaction en fonction du temps ? Justifier en utilisant la courbe x = f(t).

td V . xd

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2. Étude de la lumière utilisée dans le spectrophotomètre. La connaissance des réseaux n'est pas requise pour la suite du problème. La célérité de la lumière dans le vide est : c = 3,0 × 108 m.s-1. La constante de Planck vaut h = 6,62 × 10-34 J.s. 2.1.1. Lorsqu'une radiation monochromatique traverse une fente, l'écart angulaire θ du faisceau diffracté qu'il présente avec la direction moyenne de propagation est donné par : θ = λ .

Que représente λ ? Que représente a ? Quelles sont les