2015 :

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Catégorie : Exercices du BAC

Le péroxyde d’hydrogène connu sous le nom d’eau oxygénée est un agent de blanchiment et de désinfection dans l’industrie pharmaceutique. En solution aqueuse, l’eau oxygénée se décompose lentement suivant la réaction totale  d’équation : 
Pour étudier la cinétique de cette réaction, on effectue sur une solution de péroxyde d’hydrogène des prélèvements de volume = 10 mL échelonnés dans le temps et on dose immédiatement l’eau oxygénée restant à l’aide d’une solution acidifiée de permanganate de potassium de concentration . On désigne par C la concentration molaire volumique en à un instant t et C0 sa concentration initiale..

1.1 La réaction support du dosage est :

Montrer que la concentration C en à un instant t et le volume de la solution de permanganate de potassium versé à l’équivalence sont liés par : (0,75 pt)

1.2 Le graphe ci-contre donne les valeurs du volume de la solution de permanganate de potassium versé à
différentes dates pour atteindre l’équivalence (figure 1).

1.2.1 Définir la vitesse volumique de disparition v (t) de l’eau oxygénée à l’instant t puis l’exprimer en fonction de et . (0,5 pt)

1.2.2 Déterminer, à l’aide de l’expression établie à la question précédente et du graphe, la vitesse de disparition
de l’eau oxygénée aux instants et . Justifier le sens de l’évolution de cette vitesse. (0,75 pt)

1.2.3 On admet que la vitesse v (t) est de la forme v (t) = k.C(t), relation où k est une constante positive. Montrer que la concentration en péroxyde d’hydrogène varie en fonction du temps selon l’expression :  (0,25 pt)

1.2.4 Déduire de la courbe la valeur de la constante k. (0,25 pt)

1.2.5 Déterminer le temps de demi-réaction de la décomposition du  péroxyde d’hydrogène. (0,5 pt)

NB : le graphe n’est pas à rendre avec la feuille de copie ; toutefois on expliquera  succinctement l’exploitation qui en est faite pour répondre aux questions.

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