On mélange V 1 = 20 mL d'une solution de peroxodisulfate de potassium de concentration C 1 = 1 , 0 × 1 0 − 2 mol.L⁻¹ avec V 2 = 20 mL d'une solution d'iodure de potassium de concentration C 2 = 4 , 0 × 1 0 − 2 mol.L⁻¹. La réaction, totale et lente, a pour équation : S 2 O 8 2 − ( a q ) + 2 I − ( a q ) → 2 S O 4 2 − ( a q ) + I 2 ( a q ) Un suivi conductimétrique permet d'obtenir l'avancement x ( t ) consigné dans le tableau suivant : t (s) 0 100 200 300 400 600 800 x ( 1 0 − 4 mol) 0 0{,}6 1{,}0 1{,}3 1{,}5 1{,}8 1{,}9 1. Calculer les quantités de matière initiales n 0 ( S 2 O 8 2 − ) et n 0 ( I − ) , puis identifier le réactif limitant et calculer x ma x . 2. Vérifier, à l'aide du tableau de données, que le système tend bien vers cet avancement maximal. 3. Déterminer, à partir du tableau, le temps de demi-réaction t 1/2 . 4. Proposer deux facteurs cinétiques qui permettraient d'accélérer cette réaction, et indiquer leur effet sur t 1/2 .

Suivi conductimétrique de la réaction entre les ions peroxodisulfate et iodure

Difficile

Énoncé

On mélange $V_{1} = 20$ mL d'une solution de peroxodisulfate de potassium de concentration $C_{1} = 1, 0 \times 1 0^{- 2}$ mol.L⁻¹ avec $V_{2} = 20$ mL d'une solution d'iodure de potassium de concentration $C_{2} = 4, 0 \times 1 0^{- 2}$ mol.L⁻¹. La réaction, totale et lente, a pour équation :

$S_{2} O_{8}^{2 -} (a q) + 2 I^{-} (a q) \to 2 S O_{4}^{2 -} (a q) + I_{2} (a q)$

Un suivi conductimétrique permet d'obtenir l'avancement $x (t)$ consigné dans le tableau suivant :

$t$ (s)	0	100	200	300	400	600	800
$x$ ( $1 0^{- 4}$ mol)	0	0{,}6	1{,}0	1{,}3	1{,}5	1{,}8	1{,}9

1. Calculer les quantités de matière initiales $n_{0} (S_{2} O_{8}^{2 -})$ et $n_{0} (I^{-})$ , puis identifier le réactif limitant et calculer $x_{ma x}$ .

2. Vérifier, à l'aide du tableau de données, que le système tend bien vers cet avancement maximal.

3. Déterminer, à partir du tableau, le temps de demi-réaction $t_{1/2}$ .

4. Proposer deux facteurs cinétiques qui permettraient d'accélérer cette réaction, et indiquer leur effet sur $t_{1/2}$ .

Indices

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1 Indice 1

Calcule les deux quantités initiales par $n = C\,V$, puis compare $n_0(\text{S}_2\text{O}_8^{2-})$ à $\dfrac{n_0(\text{I}^{-})}{2}$ : les ions iodure ont le coefficient $2$.

2 Indice 2

Le temps de demi-réaction est l'instant où l'avancement atteint la moitié de sa valeur finale : lis-le dans le tableau par encadrement, sans chercher de formule.

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Calcule les deux quantités initiales par $n = C V$ , puis compare $n_{0} (S_{2} O_{8}^{2 -})$ à $\frac{n _{0} ( I ^{-} )}{2}$ : les ions iodure ont le coefficient $2$ .

Le temps de demi-réaction est l'instant où l'avancement atteint la moitié de sa valeur finale : lis-le dans le tableau par encadrement, sans chercher de formule.

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