EXERCICE II L'EAU DE JAVEL 6,5 pts
Partie : Chimie. Thème : Les solutions ioniques ? Action de l'acide chlorhydrique
sur le fer ? Pile électrochimique. Type d'évaluation : évaluation sommative ...
part of the document
er une réaction chimique sans pour autant apparaître dans léquation.
2.1.2. On veut effectuer une dilution : solution mère S0 : c0 solution fille S1 : c1 = c0 /4
V0 à prélever V1 = 100 mL
Au cours de la dilution la quantité de matière de soluté ne varie pas : c1.V1 = c0.V0
c0.V0 = (c0 /4).V1 soit V0 = V1 / 4
Pour effectuer la dilution, il faut de la verrerie de précision donc jaugée ; soit une pipette jaugée de 25,0 mL et une fiole jaugée de 100 mL. Il sagit du lot n°4.
2.2.1. Daprès léquation x = n(O2) donc Pmes = P0 + x. EMBED Equation.DSMT4
x = EMBED Equation.3
x = EMBED Equation.3
x = EMBED Equation.3 convertir VB en m3
x = 5,0(107.(P
2.2.2.
xf est proportionnel à (Pf = 40000 Pa
xf = 5,0(107.(Pf
xf = 5,0(107(40000 = 2,0(102 mol
2.2.3. Le temps de demi-réaction correspond à la durée nécessaire pour que lavancement atteigne la moitié de sa valeur finale, soit ici également EMBED Equation.3 = 20000 Pa
t1/2 = 6(101 s
2.2.4. Vr = EMBED Equation.3 Donc Vr sexprime en mol.L-1.s-1
2.2.5. Vf = EMBED Equation.3 = EMBED Equation.3 = EMBED Equation.3 = EMBED Equation.3
2.2.6. La vitesse diminue au cours du temps car elle est proportionnelle au coefficient directeur de la tangente à la courbe (P = f(t) à chaque instant. Or celui-ci diminue au cours du temps. (voir courbe)
3. Conservation de leau de Javel
3.1. La transformation est totale donc n(Cl2)conso = n(ClO)formée.
Un litre deau de Javel contient donc 2,10 mol de ClO, soit c0 = 2,10 mol.L-1 (la concentration dun berlingot est la même que celle dune bouteille dun litre).
c1 = EMBED Equation.3
c1 = 0,525 mol.L-1
3.2. n1 = n(ClO) = c1.V1
n1 = 0,525(100(103 = 5,25(102 mol
3.3. Pour t = 10 min = 600 s, on lit sur la figure 3 (P = (Pf = 40000 Pa
Soit x = xf = 2,0(102 mol.
équation chimique 2ClO(aq) = 2 Cl(aq) + O2(g)État du systèmeAvancement (mol)Quantités de matière (mol)État initialx = 0n1 = 5,25(10200En cours de transformationxn1 2x2xxÉtat final
t = 600 sxfn(ClO)restant = n1 2xf2xfxf = 2,0(102n(ClO)restant = 5,25(102 2(2,0(102 = 1,25(102 mol
3.4. Les calculs effectués (*) font penser que leau de Javel se décompose en grande partie après seulement 10 minutes, mais attention cest parce quun catalyseur (Co2+(aq)) a été utilisé.
Lénoncé indique en 2.1.1. que la décomposition de leau de Javel est une réaction très lente.
Leau de Javel achetée dans le commerce ne contient évidemment pas dion Co2+(aq), elle se conserve bien plus longtemps quune dizaine de minutes.
(*)complément : n(ClO)initiale = n1 = 5,25(102 et n(ClO)restant = 1,25(102 mol
% ClO- décomposé = EMBED Equation.3 = 76,2 % avec catalyseur et en seulement 10 min.
Pour en savoir plus :
Société française de chimie :
http://www.sfc.fr/Donnees/mine/javl/texjavl.htm
Bulletin de lUnion des physiciens :
Guy Durliat, Jean-Louis Vignes, Jean-Noël Joffin, BUP, n°792, 91 (1997) 451
http://udppc.asso.fr/bupdoc/textes/1997/07920451.PDF
(Pf =
t1/2
en L
en mol
en s
en mol
en L
EMBED Equation.DSMT4
3.3.
