TP ? Cinétique suivie par conductimétrie A
TP ? Cinétique suivie par conductimétrie A.O. ? Hydrolyse du chlorure de
tertiobutyle. Réaction : R?Cl + 2 H2O = R?OH + H3O+ + Cl?. Quantité de
chlorure de ...
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TP " Cinétique suivie par conductimétrie A.O. " Hydrolyse du chlorure de tertiobutyle
Réaction : R"Cl + 2 H2O = R"OH + H3O+ + Cl"
Quantité de chlorure de tertiobutyle RCl initiale :
On prélève 2 mL de solution contenant 4 g de RCl dans 1 L,
soit une masse : m (RCl)i = EMBED Equation.3 = 8.10"3 g
soit la quantité : n (RCl)i = EMBED Equation.3 soit n (RCl)i = 8,65.10"5 mol.
Quantité d eau initiale :
On dispose d environ 80 cm3 d eau, soit une masse d eau meau H" 80 g,
soit la quantité : n (H2O)i = EMBED Equation.3 soit n (H2O)i H" 4,4 mol donc l eau est en très grand excès.
Tableau d avancement de la réaction quantitative :
Bilan en mol R"Cl + 2 H2O = R"OH + H3O+ + Cl"État initial8,65.10"5 mol4,4 mol0H" 00État à l instant t8,65.10"5 " x4,4 " xxxxÉtat final à t = "
x = xmax8,65.10"5 " xmax
H" 04,4 " xmax
H" 4,4 molxmax
= 8,65.10"5 molxmax
= 8,65.10"5 molxmax
= 8,65.10"5 mol
Concentrations ioniques finales à t = " , dans un volume de solution Vsol = 82 mL = 82.10"6 m3 :
[H3O+]max = [Cl"]max = EMBED Equation.3 = 1,055 mol.m"3.
Conductivité de la solution à l instant t : Ãt = [H3O+]t EMBED Equation.3 + [Cl"]t EMBED Equation.3 = y ( EMBED Equation.3 + EMBED Equation.3 ) où y est l avancement volumique de la réaction à l instant t : y = EMBED Equation.3
Conductivité de la solution à l instant t = " : Ãmax = ymax ( EMBED Equatª¬®°²ÂÊÌàâôö
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où ymax = EMBED Equation.3 = 1,055 mol.m"3.
Sachant que EMBED Equation.3 = 0,035 S.m2.mol"1 et EMBED Equation.3 = 0,0076 S.m2.mol"1 (conductivités molaires ioniques), on en déduit la valeur théorique :
Ãmax = 1,055 × (0,035 + 0,0076) = 0,045 S.m"1 = 45 mS.m"1 = 450 ¼S.cm"1.
En fait, la conductivité maximale de la solution sera bien inférieure à cette valeur. En effet celle-ci est calculée à partir des conductivités molaires ioniques limites, données par les tables, et qui ne sont valables qu à dilution infinie.
Le choix du calibre 400 ¼S.cm"1 (correspondant à 40 mS.m"1) pour les mesures est donc bien suffisant.
Étude de la courbe à = f (t) pour cette réaction d ordre 1 par rapport à RCl :
Détermination du temps de demi-réaction t1/2 : Ãmax = 22 mS.m"1 à t = " ; Ã1/2 = 11 mS.m"1 à t = t1/2 = 42 s (utilisation du curseur en mode réticule).
Étude de la courbe z = f (t) pour cette réaction d ordre 1 par rapport à RCl : z = ln EMBED Equation.3
Détermination de la constante de vitesse apparente k = " pente du graphe z = f (t) (utilisation de la modélisation) : on trouve k = 16,6.10"3 s"1.
On vérifie également la valeur du temps de demi-réaction : t1/2 = EMBED Equation.3 = 41,8 s.
EMBED ACD.ChemSketch.20 \s
