terminales.examen.sn

Vous êtes ici : Accueil

c2017 :

Détails: Catégorie : Cinétique chimique

1.1.

1.1.1. Groupe fonctionnel de la propanone : Famille des cétones.

1.1.2. Les demi-équations des couples oxydant-réducteurs :

$C_3H_6O+2H^++2e^-\leftrightarrows C_3H_8O\quad ; \quad Cr_2O^{2-}_7+14H^++6e^-\leftrightarrows 2Cr^{3+}+7H_2O$

Et l’équation bilan de la réaction :

$\left\{\begin{array}{lll}3\times [C_3H_ 8O&\rightarrow C_3H_6O +2H^+&+2e^-]\\\\Cr_2O_7^{2-} +14H+& +6e^- \rightarrow 2Cr^{3+}&+7H_2O\end{array}\right\}\Rightarrow 3C_3H_8O+Cr_2O^{2-}_7+8H^+\rightarrow 3C_3H_6O+2Cr^{3+}+7H_2O$

1.2.

1.2.1. Les quantités de matières initiales :

$\begin{array}{llllll}En\; ions\; Cr_2O_7^{2-}\; :& n_{01}&=&\frac{C_1V_1}{10.M.}&=&1,31.10^{-3}mol.\\\\En \;propan\,-2-ol\; :&n_{02}&=&\frac{p.V_2}{10.M.}&=&1,31.10^{-3}mol.\end{array}$

Le réactif limitant : on a $\frac{n_{01}}{1}=1,00.10^{-3}mol$ et $\frac{n_{02}}{3}=\frac{1,31.10^{-3}}{3}=0,44.10^{-3}mol \Rightarrow \frac{n_{02}}{3}<\frac{n_{01}}{1}\Rightarrow$ Le propan-2-ol est le réactif limitant.

1.2.2. Quantité de matière n de propanone formée :

$\frac{n}{3}=\frac{n_{Cr_2O_7^{2-}}(réagi)}{1}$ or $n_{Cr_2O_7^{2-}}(réagi)=n_{01}-n_r\Rightarrow n=3(n_{01}-n_r)\Rightarrow n=3(1.10^{-3}-n_r),$

relation où $n_r$ et n sont exprimés en mol

On en déduit : $n=3(1-n_r)$ avec n et $n_r$ en mmol.

1.2.3.

1.2.4. Courbe n = f(t)

1.2.5. Vitesses de formation :

$V(t_1=3min)\approx 7,57.10^{-2} mmol.min^{-1}\quad ;\quad V(t_2=15min)\approx 1,01.10^{-2} mmol.min^{-1}$ .

La vitesse de formation diminue au cours du temps car la quantité de matière des réactifs diminue.

Corrigé 2015 :

Détails: Catégorie : Cinétique chimique

2.1 Montrons qu’il s’agit d’une réaction d’oxydoréduction et précisons les couples redox mis en jeu:

Les couples redox $Fe^{2+}/Fe$ et $F_{3}C^{+}/H_2$

Les demi-équations électroniques $Fe^{2+}+2_{e}^{-}\rightleftarrow Fe$ et $2H_{3}C^{+}+2_{e}^{-}\rightleftarpoon H_{2}+2H_{2}O$

$\left\{\begin{array}{c}Fe\rightarrow Fe^{2+}+2_{e}^{-}\\\\ 2H_{3}C^{+}+2_{e}^{-}\rightarrow H_{2}+2H_{2}O\end{array}\right.$ $\Longrightarrow Fe+2H_{3}C^{+}\rightarrow Fe^{2+}+H_{2}+2H_{2}O.$ .

Il y a un transfert d'électrons donc c'est une réaction d'oxydoréduction.

2.2 Montrons que $[H3O+] = 0,1(1-\frac{V}{60})$

$n^{restant}_{H_3C^+}=n^{initial}_{H_{3}C^{+}}-n^{reagi}_{H_{3}C^{+}}$ or $n^{initial}_{H_3C^+} =C_{a}\ast V_{s}$ et

$n^{reagi}_{H_3C^+}=2n_{H2}=\frac{2V}{V_o}\Longrightarrow n^{restant}_{H_3C^+}=C_{a}\ast V_{s}-\frac{2V}{V_o}$

$[H_{3}C^{+}]=\frac{n^{restant}_{H_3C^+}}{V_{s}}=C_{a}\ast\frac{V_{s}}{V_{s}}-\frac{V_{0}}{V_{s}}=c_{a}-\frac{2V}{V_{o}\ast V_{s}}=0,1-\frac{2\ast V}{24\ast 50}=0,1-\frac{2\ast V}{1200}$

$[H_{3}C^{+}]=0,1\ast\big(1-\frac{20\ast V}{1200}\big)=0,1\ast \big(1-\frac{V}{60}\big)$

2.3.1 Recopions et complétons le tableau :

2.3.2 Définition : la vitesse instantanée volumique de disparition des ions $H_{3}O^{+}$ à une date t est
l'opposée de la dérivée par rapport au temps de la concentration en ions $H_{3}O^{+}$ .

2.3.3 Détermination des vitesses

On détermine les coefficients directeurs des tangentes à la courbe aux dates considérées :

à $t_0=min$ $V(t_0)\approx 18410^{-3}mol^{-1}min^{-1}$

à $t_1=25minV(t_1)\approx 66610^{-5}mol^{-1}min^{-1}$

2.3.4 La vitesse de disparition diminue car la concentration des ions $H_{3}O^{+}$ diminue.

2.3.5 Les quantités de matière des ions $Fe^{2+}$ et $H_{3}O^{+}$ aux dates $t_1$ et $t_2$ :

$n^{t}_{Fe^{2+}}=\frac{n^{initial}_{H_{3}C^{+}}-n^{restant}_{H_{3}C^{+}}}{2}=\frac{C_{a}\ast V_{s}-n^{restant}_{H_{3}C^{+}}}{2}=\frac{0,1\ast 0,05-n^{restant}_{H_{3}C^{+}}}{2}\Longrightarrow$

$\left\{\begin{array}{lll} n^{t_{1}}_{Fe^{2+}}&=&62510^{-4}mol\\\\ n^{t_{2}}_{Fe^{2+}}&=&13010^{-3}mol\end{array}\right.$

Les résultats obtenus sont en accord avec la réponse de la question 2.3.4 car la vitesse diminue avec la concentration en ions $H_{3}O^{+}$ .

Corrigé 2013 : Décomposition eau oxygénée

Détails: Catégorie : Cinétique chimique

2.1. Les ions fer (III) jouent le rôle de catalyseur : ils accélèrent la réaction.

2.2. Retrouvons l’équation-bilan à partir des demi-équations redox :

$MnO_{4}^{-}+8H^{+}+5e^{-}{\rightleftharpoons Mn^{2+}+4H_{2}O$ $O_{2}H^{+}+2e^{-}\rightleftharpoons H_{2}O_{2}$

$\left\{ \begin{array}{l} 2(MnO_4^{-}+8H^{+}+5e^{-}\rightarrow Mn^{2+}+4H_{2}O\\ 5(H_{2}O_{2}\rightarrow O_{2}+2H^{+}+2e^{-}) \end{array} \right.$

$2MnO_4^{-}+5H_{2}O_{2}+6H^{+}\longrightarrow 2Mn^{2+}+5O_{2}+8H_{2}O\Longrightarrow 2MnO_4^{-}+5H_{2}O_{2}+6H_{3}O^{+}\longrightarrow 2Mn^{2+}+5O_{2}+14H_{2}O$

2.3.

2.3.1. Montrons que $[H_{2}O_{2}]=\frac{5CV}{2V_{0}}$

Equivalence : $\frac{n_{MnO_{4}^{-}}}{2}=\frac{n_{H_{2}O_{2}}}{5}\Longrightarrow n_{H_{2}O_{2}}=\frac{5}{2}.n_{MnO_{4}^{-}}\Longrightarrow \frac{n_{H_{2}O_{2}}}{V_{0}}=\frac{5}{2}.\frac{n_{MnO_{4}^{-}}}{V_{o}}\Longrightarrow \frac{n_{H_{2}O_{2}}}{V_{0}}=\frac{5}{2}.\frac{CV}{V_{O}}\Longrightarrow[H_{2}O_{2}]=\frac{5CV}{2V_{0}}$

2.3.2. Compléter le tableau et tracer de la courbe $[H_{2}O_{2}]=f(t)$

2.4.

2.4.1. Détermination graphique des vitesses :
La vitesse de disparition de l’eau oxygénée à un instant donné correspond au coefficient directeur de la tangente à la courbe $[H_{2}O_{2}]=f(t)$ à cet instant. Graphiquement on obtient :

$V(t_{o})=8,74010^{-5}mol.L^{-1}s^{-1} V(t_{2})=1,95.10^{-5}mol.L^{-1}s^{-1}$

La vitesse diminue car la concentration du réactif diminue au cours du temps.

2.4.2. Allure de la courbe en l’absence d’ions fer(II) : la vitesse est plus faible (voir courbe).

Corrigé 2014 : Cinétique de la réaction de préparation de butanoate de méthyle

Détails: Catégorie : Cinétique chimique

2.1. Préparation du butanoate de méthyle
2.1.1. Le groupe fonctionnel présent dans le butanoate de méthyle :

acide butanoïque

2.1.2. La famille du réactif B : alcool
2.1.3. Formules semi-développées et noms des réactifs A et B :

Pour A : $CH_{3}-CH_{2}-CH_{2}-COOH$ ; acide butanoïque

Pour B : $HO-CH_{3}$ méthanol

2.1.4. Equation-bilan de la réaction entre A et B :
$CH_{3}-CH_{2}-CH_{2}-COOH+CH_{3}-OH\leftrightarpoons CH_{3}-CH_{2}-CH_{2}-COO+CH_{3}+H_{2}0$
C'est la réaction d'estérification(directe)
Caractéristiques de la réaction : elle est lente, limitée et athermique.

2.1.5. Calcul des quantités de matière minimales de A et B :

$r=_frac{n^{obtenu}_{ester}}{n^{theorique}_{ester}}.100$ or ${n^{theorique}_{ester}}=n^{minimal}_{A}=n^{minimal}_{B}\Longrightarrow r=\frac{n^{obtenu}_{ester}}{n^{minimal}_{A}}.100\Longrightarrow n^{minimal}_{A}=\frac{n^{obtenu}_{ester}}{r}.100\textrm{A.N : }n^{minimal}_{A}=\frac{1}{67}.100=1,49\textrm{mol}n^{minimal}_{A}=n^{minimal}_{B}=1,49\textrm{mol}$

2.2. Etude cinétique de la réaction :

2.2.1. Si $n_{A}= 0,42 \times 1 = 0,42 mol$ ; l’abscisse obtenue à partir du graphe vaut : {/tex} t_{1}\simeq 60 min{/tex} .

2.2.2. Déduction de la quantité de matière de D formée :

$n^{form\acute{e}}_{D}=n^{r\acute{e}agi}_{A}\textrm{or}n^{r\acute{e}agi}_{A}=n_{0A}-n^{restant}_{A}\Longrightarrow n^{form\acute{e}}_{D}=n_{0A}-n^{restant}_{A}\textrm{A.N : }n^{form\acute{e}}_{D}=1-0,42=0,58\texrm{ mol} n_{D^{form\acute{e}}}}=0,58mol$

2.2.3. Calcul de la vitesse moyenne entre t = 0 et $t = t_{1}= 60$ min :

$V_{m}=\frac{n_{A}(t_{0})-(t_{1})}{t_{1}-t_{0}}$ AN : $V_{m}\approx\frax{1-0,42}{60}=9,67.10^{-3}mol.min^{-1}$

2.2.4. Vitesse instantanée à t = 45 min :
La vitesse instantanée est donnée par la relation:\frac{dn_{A}}{dt} ; graphiquement elle correspond à la valeur absolue du coefficient directeur de la tangente à la courbe au point d’abscisse t = 45 min (voir
courbe ) :
On trouve : $V(t = 45 min)\simeq 5,11.10-3mol.min-1$

2.2.5. Détermination sans calcul de la vitesse moyenne entre $t_{2}= 165 min$ et $t_{3}= 180 min$ :
A partir de la date $t\simeq 150$ min, il n y a plus variation de la quantité de matière de A : la vitesse moyenne est nulle ; la réaction est terminée.

Corrigé 2008 : Etude de la cinématique de la réaction de la saponification de la benzoate de 1-méthyléthyle

Détails: Catégorie : Cinétique chimique

2.1. $[HO^{-}]_{0} = \frac{n(HO^-)}{V_{total}}=\frac{CV}{2V} =\frac{C}{2} = 5.10^{-2} mol. L^-1$ (0,25 pt)

2.2. Equation-bilan de la réaction de dosage $HO^{-}+H_{3}^+\longrightarrow2H_{2}O$
A l’équivalence la solution est neutre puisqu’il s’agit d’un mélange d’acide fort et de base forte à l’équivalence ; donc la solution prend la teinte neutre du BBT, soit la coloration verte. (0,50 pt)

2.3.

La réaction est lente et totale. (0,50 pt)

2.4.

2.4.1. On a : $n(alcool) = n (HO^-) r\acute{e}agi = n (HO^-) initial - n (HO^-) restant$

En divisant par le volume v on obtient :

$C = [HO^-]_{0} -\frac{CaVa}{V}$ . (0,50pt)

2.4.2. On complète le tableau. On obtient : (01 pt)

La courbe C = f(t) a l’allure suivante :
.
2.4.3. $V (alcool) = \frac{dC}{dt}$

A chaque instant v(alcool) correspond au coeffiient

directeur de la tangente à la courbe
C = f(t) à cette date.

A $t_1=4min$ on trouve $V(alcool)_{1}=10^{-3} mol.L^{-1}.min^{-1}$

A $t_{2} = 32 min.$ $V(alcool)_2 =3.10^{-4} mol.L^{-1}.min^{-1}$

V(alcool) diminue car la concentration des réactifs

diminue. (0,75 pt)

2.4.4. A 30°C la température du mélange est plus faible, la vitesse de réaction serait alors plus

faible aux même dates, la quantité de soude qui reste serait plus grande donc le volume d’acide

nécessaire pour doser la soude serait plus grand. (0,50 pt)

Plus d'articles...

EXAMEN.SN V2.0 © RESAFAD SENEGAL Creative Commons License - Avenue Bourguiba x rue 14 Castors, Dakar (Sénégal) - Tél/Fax : +221 33864 62 33