Oxydation de I- par H2O2
( couples I2 / I- et H2O2 / H2O )

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OBJECTIF : C'est une réaction "lente" dont on veut faire l'étude cinétique
courbes cinétiques [I2] = f(t) ( ou [H2O2] = f(t) ) et évolution de la vitesse instantanée.

METHODE : On souhaite déterminer la quantité d'iode I2 formée en fonction du temps sans faire de prélèvement. C'est pourquoi on met dans le milieu réactionnel une quantité connue de THIOSULFATE S2O32-(c'est un réducteur : couple S2O32- / S4O62- ).

Le thiosultate réduit le diiode I2 formé en I- (réduction très rapide). La coloration marron du diiode n'apparaîtra que lorsque tout le thiosulfate présent aura disparu.
On mesure le temps t1 d'apparition de la coloration, et on sait que cela correspond à une certaine quantité de I2 formée. L'étude se poursuit en rajoutant très vite une dose de thiosulfate et en attendant la recoloration (temps t2) ; et ainsi de suite...
Animation Flash : Cliquer sur le bouton Action.
Observer la balle "descendante" indiquant la réaction lente à étudier ; elle est sous le contrôle de la réaction rapide (balle "montante"). Lorsque tout le thisosulfate est épuisé, la couleur jaune du diiode en solution aqueuse apparaît.

PROTOCOLE

Préparations :

- burette : solution de Na2S2O3 à 0,1 mol L-1

- erlenmeyer : 50 mL de solution de KI à 0,1 mol L-1
40 mL de solution de H2SO4 à 0,2 mol L-1

Mode opératoire :

  • verser 1 ml de S2O32-
  • à t = 0 verser 10 ml de H2O2 (0,1 mol L-1) : la réaction commence, déclencher le chronomètre
  • t1 première apparition de la coloration (noter t1, sans arrêter le chrono) ; verser aussitôt 1ml de S2O32- et agiter
  • t2 même procédé et poursuivre jusqu'à t15

EXPLOITATION :

a) ECRIRE les demi-équations redox et l’équation bilan de la réaction étudiée (couples I2 / I- et H2O2 / H2O) et de la réaction de suivi cinétique (couples I2 / I- et S2O32- / S4O62- )

b) MONTRER, a l'aide des équations de réaction, que :
"n(I2)" qui se serait formée = n(H2O2)disparu = 1/2 n(S2O32-) utilisé

c)- pourquoi [I-] est elle approximativement constante ?
- comment évolue [H2O2] ?
- quelle est l'allure prévisible de "[I2]" = f(t) et de [H2O2] = f(t) ?
- comment évolue théoriquement la vitesse et pourquoi ?

d) EXPRIMER "[I2]" en fonction du volume de thiosulfate versé (attention il faut tenir compte de la dilution progressive) et calculer numériquement les valeurs de "[I2]" correspondantes.

e) REPRESENTER [I2] = f(t) et CALCULER la vitesse à t=0 et à la date t5 et à la date t8
Les prévisions précédentes sont elles confirmées ?

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