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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).

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