2017 :

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Catégorie : Exercices du BAC

L’eau oxygénée est un produit qui présente de nombreux avantages et s’utilise au quotidien, pour la maison mais aussi pour l’esthétique. Le plus souvent ce produit est utilisé comme agent de blanchiment.
L’eau oxygénée a également des vertus stérilisantes et désinfectantes.

La décomposition de l’eau oxygénée est une réaction lente représentée par l’équation-bilan suivante :

Pour étudier la cinétique de cette réaction, on introduit de l’eau oxygénée dans un ballon avec du chlorure de fer III (qui sert de catalyseur) de façon à obtenir une solution dont la concentration molaire initiale en eau oxygénée est de . La température est maintenue constante. On effectue des prélèvements réguliers, qui sont ensuite dosés par une solution titrée de permanganate de potassium en milieu acide. Les mesures réalisées ont permis de tracer la courbe représentant les variations de la concentration de l'eau oxygénée restante en fonction du temps (document 1).

2.1. Ecrire l'équation bilan de la réaction support du dosage sachant que les couples oxydants-réducteurs mis en jeux sont :

et . (0,5 pt)

2.2. Définir la vitesse volumique de disparition v(t) de l’eau oxygénée à la date t.

Déterminer graphiquement sa valeur à l’instant t = 0. (0,5 pt)

2.3 Déterminer le temps de demi-réaction et la valeur de la vitesse instantanée de disparition de l’eau oxygénée à cette date (0,5 pt). 

2.4 Comment évolue la vitesse instantanée de disparition de l’eau oxygénée au cours du temps ? Justifier cette évolution. (0,5 pt)

2.5. On cherche à déterminer une relation simple entre la vitesse instantanée volumique de disparition de l’eau oxygénée et sa concentration molaire dans le milieu réactionnel.

2.5.1. Dans les conditions de l'expérience la concentration instantanée  en eau oxygénée évolue conformément à la relation où est la concentration d’eau oxygénée à la date t = 0 et K une constante.

Etablir la loi de variation v(t) de la vitesse de disparition en fonction du temps t. (0,5 pt)

2.5.2. Tenant compte de la valeur trouvée à la question 2.2, calculer K. En déduire une relation simple entre la vitesse de disparition v(t) et la concentration de l’eau oxygénée à l’instant t.

En utilisant ce résultat, calculer la valeur de v(t) à t = 14 min. (0,5 pt)

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