Chimie
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Détermination de l'énergie d'activation de réaction du persulfate d'ammonium sur l'iodure de potassium

= concentration initiale du persulfate d'ammonium

Cette concentration est variable et dépend du mélange effectué. Par exemple pour le mélange n°2, on met 10 cm3 de persulfate de concentration est , soit un nombre de moles de persulfate . L'erlen A contenant de solution (on néglige le volume relatif aux 5 gouttes d'empois d'amidon ou de thiofène), la concentration initiale en persulfate est donc de .

= concentration initiale de l'iodure de potassium

Cette concentration est constante puisqu'il y a la même quantité de quelque soit l'expérience. On met 20 cm3 d'iodure de potassium de concentration est , soit un nombre de moles de . L'erlen A contenant de solution (on néglige le volume relatif aux 5 gouttes d'empois d'amidon ou de thiofène), la concentration initiale en est donc de .

Equations des réactions

= quantité de persulfate transformé au temps par litre de solution (mol.L-1)

Au temps , tout le thiosulfate a été transformé car il y a apparition d'iode. On a donc un nombre de moles de thiosulfate . D'après l'équation (2), on a le nombre de moles d'iode qui est égal à fois le nombre de moles de thiosulfate. Par suite, . D'après l'équation (1), on a le nombre de moles d'iode qui est égal au le nombre de moles de persulfate. Par suite, . L'erlen A contenant 50 cm3 de solution, la quantité de persulfate transformée est donc .

D'où le tableau suivant :

Erlen A

Erlen B

Calcul des concentrations

(premier ordre)

KI

Na2S2O3

gouttes

d'empois d'amidon

ou de thiodène

(NH4)2S2O8

a mol.L-1

b mol.L-1

x mol.L-1

ln (a / (a_x))

20

10

5

20

8.10-2

8.10-2

1.10-3

1,26.10-2

Ces valeurs étant préalablement calculées, il reste à faire les expériences aux trois températures différentes et à noter les temps au bout desquels la couleur bleu apparaît. Ces mesures étant faites, on complète de nouveau le tableau :

température

T (°C)

température

T (K)

1 / T

t (s)

1

3,1

276,1

0,00362

181

2

22,8

295,8

0,00338

32

3

33,3

306,3

0,00326

14

A partir de ces données et des valeurs de , de déterminées précédemment, on peut calculer la constante de vitesse pour les trois expériences et en prendre son logarithme népérien :

température

T (°C)

température

T (K)

1 / T

t (s)

k = (1/ t.b).ln(a/(a-x))

ln k

1

3,1

276,1

0,00362

181

0,8687 10-3

-7,048

2

22,8

295,8

0,00338

32

4,913 10-3

-5,316

3

33,3

306,3

0,00326

14

11,231 10-3

-4,489

Comme on a

avec    constante de vitesse

         facteur de fréquence

         température absolue

         énergie d'activation de la réaction

en reportant sur un graphe les points de coordonnées , on doit obtenir une droite dont la pente correspond donc à .

A partir de la pente de cette droite, on tire facilement la valeur de l'énergie d'activation .

Légende :
Apprendre
S'évaluer
S'exercer
Observer
Simuler
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