Corrigé 2003 : Décomposition du chlorure de benzène diazonium

 

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V = 35 mL ; \rho = 11,25 g/L ; t = 17° C ; P = 1 atm

1.1 :

Concentration initiale de chlorure de benzène diazonium :

C_{0} = \frac{n_{0}}{V} avec n_{0} = \frac{m_{0}}{M} et m_{0} = \rho \times V

n_{0} est le nombre de mole initiale de chlorure de benzène diazonium

m_{0} est la masse initiale de chlorure de benzène diazonium

M est la masse molaire moléculaire de chlorure de benzène diazonium

Soit C_{0} = \frac{\frac{m_{0}}{M}}{V} = \frac{m_{0}}{M.V} = \frac{\rho .V}{M.V} =  \frac{\rho}{M}

Apllication numérique :

C_{0} = \frac{11,25}{6 \times 12 + 5 + 2\times 14 + 35,5} = 8.10^{-2} mol/L

1.2 :

inserer image

n est le nombre de mole de C_{6}H_{5}N_{2}Cl qui a réagi à la date t

soit [C_{6}H_{5}N_{2}Cl] = \frac{n_{0} - n}{V} = \frac{n_{0}}{V} - \frac{n}{V} = C_{0} - \frac{n}{V} = C_{0}(1 - \frac{n}{C_{0}.V})   

n est aussi le nombre de mole de N_{2} formé à la date t :

soit n = \frac{x}{V_{m}}

V_{m} est le volume molaire d'un gaz à la température t et à la pression P

V_{m} = \frac{R.T}{P}

donc \frac{n}{C_{0}.V} = \frac{x}{C_{0}.V.V_{m}} = \frac{x}{C_{0}.V}.\frac{P}{R.T}

soit \frac{n}{C_{0}.V} = \frac{P}{C_{0}VRT}x = \frac{1}{8.10^{-2} \times 35.10^{-3} \times 8,2.10^{-2} \times (17 +273)} x = 15,02 x

donc  [C_{6}H_{5}N_{2}Cl]C_{0} (1 - 15 x)

1.3.1 :

le temps de demi - réaction t est la date à laquelle la moitié du nombre de mole initial de C_{6}H_{5}N_{2}Cl a réagi. A cette date, il reste \frac{n_{0}}{2} mol de C_{6}H_{5}N_{2}Cl qui n'a pas réagi soit :

[C_{6}H_{5}N_{2}Cl] = \frac{\frac{n_{0}}{2}}{V} = \frac{1}{2} \times \frac{n_{0}}{V} = \frac{1}{2} C_{0} = 4.10^{-2} mol / L


En utilisant le graphe, on trouve t = 465 s.

1.3.2 :

A la date t on a : x = \frac{n_{0}}{2} \times V_{m} = \frac{C_{0}V}{2} \times \frac{RT}{P} = \frac{8.10^{-2}\times 35.10^{-3}}{2} \times \frac{8,2.10^{-2}(17+273)}{1} = 3,33.10^{-2} L

1.3.3 :

La vitesse instantanée de disparition du chlorure de benzène diazonium est v = - \frac{d[C_{6}H_{5}N_{2}Cl]}{dt}

v_{t} = 6,06.10^{-5} mol/L.s

t_{2} = 0,25 h = 0,25 \times 3600 = 900 s

v_{2} = 5,71.10^{-5} mol/L.s   

1.3.4 :

La variation de vitesse entre t_{1} et t_{2} est expliquée par la diminution du nombre de mole de réactif au cours du temps.

1.4 :

A la fin de la réaction, on obtient n_{0} mol de N_{2} soit :

x = n_{0} V_{m} = 2 \times \frac{n_{0}}{2}V_{m} = 2 \times 3,33.10^{-2} = 6,66.10^{-2} L  

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