CINETIQUE CHIMIQUE
Exercice 1 :
On étudie la réaction d'hydrolyse d'un composé organochloré :
RCl + H2O = ROH + Cl- + H3O+
Dans une première expérience, on met RCl en solution dans de l'eau pure et on suit l'évolution de la concentration deRCl en fonction du temps. La température est maintenue constante et égale à 35°C. On obtient les résultats suivants :
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t(min) |
C(mol.L-1) |
t(min) |
C(mol.L-1) |
|
0 |
0,100 |
14 |
0,038 |
|
2 |
0,087 |
15 |
0,036 |
|
4 |
0,076 |
20 |
0,025 |
|
6 |
0,066 |
30 |
0,013 |
|
8 |
0,058 |
45 |
0,004 |
|
10 |
0,050 |
60 |
0,002 |
|
12 |
0,044 |
1) Déterminer l'ordre de cette réaction par rapport à RCl et la valeur de la constante apparente de vitesse. Cette constante est-elle la valeur réelle de la constante de vitesse de la réaction ? Pourquoi ?
2) Au bout de combien de temps la concentration de RCl sera-t-elle de 0,01 mol.L-1 ?
3) Au cours d'une autre expérience la température est maintenue constante et égale à 25°C. On constate que la concentration de RCl est divisée par deux au bout de 22 minutes. Déterminer la constante de vitesse apparente a cette température et l'énergie d'activation de cette réaction.
Exercice 2 :
Etude cinétique de la décomposition de l'eau oxygénée (H2O2)
On donne les potentiels de référence des couples d'oxydoréduction suivants :
Couple H2O2 / H2O E0 = 1,8 V - Couple O2 / H2O2 E0 = 0,7 V - Couple MnO4- / Mn2+ E0=1,5 V
1) Pour la molécule d'eau oxygénée (H2O2), les nombres d'oxydation des atomes d'oxygène sont :
2) On étudie, à T = 300 K, la cinétique de la réaction de décomposition de l'eau oxygénée (H2O2) :
H2O2 = H2O + 1/2 O2
L'évolution de la concentration de l'eau oxygénée (H2O2) au cours du temps est suivie par manganimétrie en milieu acide (pH=0), en titrant 10 mL de solution d'eau oxygénée par une solution 0,02 mol.L-1 de permanganate de potassium ( K+-MnO4- ).
On obtient les résultats :
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t (min) |
CH2O2 (mol.L-1) |
t (min) |
CH2O2 (mol.L-1) |
|
0 |
0,060 |
20 |
0,024 |
|
5 |
0,048 |
25 |
0,020 |
|
10 |
0,038 |
30 |
0,015 |
|
15 |
0,030 |
35 |
0,013 |
2
-1) Pour le titrage des 10 mL de la solution initiale d'eau oxygénée ( t = 0 - C0 = 0,060 mol.L-1 ) par la solution de KMnO4 0,02 mol.L-1, quel volume a-t-il fallu verser pour atteindre le point équivalent ?2-2)Quel est L'ordre de la réaction par rapport à H2O2 ?
2-3) Quelle est La constante de vitesse de la réaction ?
2- 4) Quel temps faut-il pour que 60 % de l'eau oxygénée initiale ait disparu ?
2- 5) Si la solution d'eau oxygénée de départ avait été 2 fois moins concentrée, comment aurait varié la constante de vitesse ?
Exercice 3 :
On suit la réaction 2 A = B + D à T=cte = 35°C, on détermine par dosage la concentration d'une des espèces (A, B ou D) en fonction du temps. On obtient les résultats suivants :
|
T (min) |
C (mol.L-1) |
T (min) |
C (mol.L-1) |
|
5 |
0,00321027 |
40 |
0,00091575 |
|
10 |
0,00236407 |
45 |
0,00083091 |
|
15 |
0,00187091 |
50 |
0,00076046 |
|
20 |
0,00154799 |
55 |
0,00070102 |
|
25 |
0,00132013 |
60 |
0,0006502 |
|
30 |
0,00115075 |
65 |
0,00060624 |
|
35 |
0,00101989 |