Thème :  OBSERVER

Avancement d’une réaction chimique

1ère S

 

 

 

 

 

 

Objectif : prévoir et quantifier ce qui peut se passer dans un bécher 

 

 

Observons

 

Vous disposez de deux solutions :

·         solution n°1 : solution de diiode I2 de concentration molaire C1 = 1,0.10 -2 mol / L

·         solution n°2 : solution de thiosulfate de sodium (2 Na + + S2O3 2–) de concentration molaire
C2 = 1,0.10 -2 mol / L

 

Expérience  n°1 : Dans un tube à essais, verser 2 mL de la solution n°2 et ajouter deux gouttes de la solution n°1. Agiter et observer.

           

Ä Pourquoi peut-on affirmer qu’une réaction chimique a eu lieu ?

           

Expérience  n°2:  Pour chaque cas prélever à l’aide

 de deux éprouvettes graduées, chacune des solutions puis verser les contenus dans un bécher. Agiter et observer

 

Melange

n°1

n°2

n°3

Solution 1 : Diiode

10 mL

18 mL

30 mL

Solution 2 : Thiosulfate de sodium

40mL

32 mL

20 mL

 

Ä Pour chacun des mélanges, quelle est la couleur finale ?

Ä Quelle conclusion peut-on en tirer ?

 

 

Etudions la réaction chimique DANS LE CAS DU MELANGE N°1

 

L’équation de la réaction est :   (1)  I2   +  2 S2O3 2–   è  2 I + (1)  S4O6 2

 

1. Pour  1  mmol de I2 consommée, quelle quantité d’ions S2O3 2–   aura réagi ? Quelles seront alors les quantités d’ions I et S4O6 2–  formées ?

 

2. Si  x  mmol de I2 sont consommées, quelle quantité d’ions S2O3 2–   aura réagi et quelles quantités d’ions I et S4O6 2–  auront été formées ?

Recopier :

L’avancement d’une réaction, noté x est une grandeur exprimée en mole, qui permet de décrire l’évolution d’un système chimique. 

Le tableau d’avancement est un outil qui nous permet de décrire l’évolution des quantités de matière d’un système de l’état initial à l’état final, en fonction de l’avancement.

 

 

équation de la réaction

 

I2

+

2 S2O32–

2 I

+

S4O62–

 

état du système

avancement

n( I2 )

n( S2O32– )

n( I  )

n( S4O6 2– )

état initial

0

 

 

 

 

état intermédiaire

X

(1)

(2)

(3)

(4)

état final

xmax=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Etude de l’état initial.

 

3. Calculer les quantités de chaque réactif pour le premier mélange ; exprimer le résultat en mmol. Que peut-on dire pour les produits à cette étape de la réaction ?

 

4. Dans le tableau ci-joint, compléter alors la ligne « état initial ».

 

En cours de réaction :

 

5. Exprimer en fonction de la quantité initiale du réactif et de l’avancement x , les quantités restantes des réactifs dans les case (1) et (2).

 

6. De la même façon compléter les cases (3) et (4) pour les produits formés.

 

Etude de l’état final :

Recopier : En fin de réaction, lorsqu’au moins un des réactifs est totalement consommé, l’avancement atteint sa valeur maximale notée xmax

 

7. Compléter la dernière ligne du tableau en utilisant  xmax

 

 

 

8. D’après la couleur finale du mélange réactionnel, quel réactif a été totalement consommé en fin de réaction ? Que peut-on alors en conclure  sur la valeur de la quantité finale de ce réactif ?

 

Recopier : Dans une réaction chimique, le réactif limitant est le réactif qui est totalement consommé.

 

9. En déduire la valeur de l’avancement xmax

 

10. Quelles quantités de produits a-t-on formé lorsque la réaction est terminée ?

 

11. Quel réactif est encore présent dans le bécher ? Quelle quantité de ce réactif reste-t-il ? (réactif en excès)

 

            12. Refaire l’étude (question n°3 à question n°11) pour le mélange n°2