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AgrégationChimie

MG n°25 : La réaction chimique : mise en évidence des caractéristiques cinétiques à partir de quelques exemples

Introduction

Réaction changement de la matière : pas spontané. Définition d'une vitesse de réaction, d'un ordre, d'une constante de vitesse ..

Plan

  1. Loi cinétique
    1. Ordre d'une réaction
      Transformation du violet cristallisé en milieu basique
      Spectro UV-Visible
      Brénon-Audat p 232
    2. Énergie d'activation et constante de vitesse
      Oxydation de I- par S2O82-

      Bernart et Maire p 101, Mesplède p 199-206
  2. Catalyse
    1. Présentation
      Rôle catalytique du cobalt dans l'oxydation du sel de Seignette par l'eau oxygénée
      Spectro UV-Visible
      Artéro p 135, Fosset p 334, JFLM1 p 278
    2. Ordre et type
      Mutarotation du glucose
      Polarimétrie
      Brénon-Audat p 163

Conclusion

Rôle crucial de la cinétique. Étude de plus en plus poussée :Laser femtoseonde pour étude de mécanismes à des temps très courts.


Transformation du violet cristallisé en milieu basique
Brénon-Audat p 232

Modifications : Interdit car cancérigène et beaucoup de solvant à retraiter.
Commentaires : Charge délocalisée sur cycle explique la couleur.
Attention à la mesure de concentrations. ordonnée à l'origine proportionnelle au log de C. Soit mesure précise soit volumes freestyle.
Attention aux volumes !! Concentration précise, mais prélevage à la burette de l'eau et pipette graduée pour la soude , ça va pas !! On se fiche de la concentration initiale: point à l'origine, nous on veut la pente. Mais ça peut être nécessaire pour exploiter à fond la manipulation.
Montrer que fait pour ordre deux marche pas.
Hyp d'ordre 1 pour les deux réactifs.
Montrer que pour ordre 2, évolution non linéaire.
On peut remonter à l'ordre pour l'hydroxyde grâce à la variation de concontration.
Attention, les molécules s'adsorbent sur la paroi.
Il faut déterminer k.
Questions : Est-ce que l'on a des paires d'ions ? À priori non, les chlorures sont dispersés.
Pourquoi y'a t-il dégénérescence d'ordre ?
Quelle est la précision de la méthode ?
Pourquoi est-ce qu'une cuve en verre marche ?
Que se passe-t-il si le violet cristallise sur les parois ?
Quel réactif est en excès ? C'est l'ion hydroxyde. Il y a un rapport de 1 pour 100.
Quelle approximation fait-on pour la dégénérescence ?
Quelle est la variation du pourcentage d'hydroxyde ?
Que mesure-t-on ?
L'évolution de l'absorbance en fonction du temps à λmax.
Quel est le domaine de linéarité pour l'absorbance ?
Peut-on mesurer le kréel ?
Pourquoi l'absorbance diminue au cours du temps ?
De quel type de réaction chimique s'agit-il ?

Oxydation de I- par S2O82-
Bernart et Maire p 101, Mesplède p 199-206

Modifications : Préparer le jour même la solution de S2O82- car elle est instable.
Commentaires : Hypothèse d'ordre 1.
Utilité de la vitesse initiale quand vitesse initiale différente de la vitesse globale.
C'est une "réaction chronomètre".
Attention, sel de fond très important pour écranter les charges - qui se repoussent. D'ou l'intérêt de la force ionique.
Questions : Quand est-ce que la méthode des vitesses initiales est-elle très intéressante ?
Quelles réactions ont un ordre au début et pas après ?
Quel est l'intérêt d'avoir l'ordre initial ?
Comment est faite la solution de S2O82- ? (verrerie)
Sous quelle forme est introduit S2O82- ?
Avec une spatule en porcelaine car il est instable .
Que se passe-t-il sur la force ionique ?
Quel type d'interactions y'a-t-il entre les réactifs ? (pour le transfert électronique)
Quel est le nom de l'ion S2O82- ?
C'est l'ion peroxodisulfate.

Rôle catalytique du cobalt dans l'oxydation du sel de Seignette par l'eau oxygénée
Artéro p 135, Fosset p 334, JFLM1 p 278

Commentaires : Espèce intérmédiaire plus facilement oxydable car potentiel plus faible.
Parler du mécanisme réactionnel.
Parler des DO. Complexation, coordination, oxydation du cobalt puis oxydation du tartrate.
Questions : Pourquoi est-ce que l'on observe rien initialement ?
Qu'est ce que le sel de Seignette ?
C'est un sel double de tartrate de sodium et potassium.
Qu'est-ce qu'un catalyseur ?
Pourquoi le complexe de cobalt est-il rosé ?
Quelles sont les utilisation du dioxyde de carbone ?

Mutarotation du glucose
Brénon-Audat p 163

Commentaires : Hypothèse d'ordre 1.
Parler de la loi de Biot.
Prélever le volume de tampon à la pipette.
Questions : Comment définit-on α et β ? Position du groupement sur le carbone anomérique par rapport au groupement CH2OH vis à vis du plan moyen du cycle.
Lien entre α, +, D ?
Différence entre glucose et pyrannose ? Forme linéaire versus cyclique à 6 membres.
Pourquoi le D glucose ? En Fischer, position du dernier groupement OH en bas de la chaine.
Ou s'intéresse-t-on aux temps de demi réaction? Radiactivité.
Quelle est la différence entre α et β ? deux diastéréoisomères.
Glucose introduit sous quelle forme ? Sous la forme α. car α0>0.
Pourquoi tampon phosphate ? pH neutre, espèce ampholyte , demi somme des pKa.
Pourquoi utilise-t-on une fiole jaugée ?
Différence fiole jaugée et pipette jaugée ? Fiole: mélange, pipette, mesure.
Quelle propriété du glucose utilise-t-on ? Molécule chirale.
Que se passerait-il pour le temps de demi vie pour ordre 2 ?
Définition usuelle du temps de demi-réaction ?
Comment on obtient le α0 ? Par extrapolation.
Comment on connaît le α infini ?
Comment on obtient la loi entre α et t ?
Nom du tampon ? tampon phosphate, formule, pKa des espèces. phosphate hydrogénophaste (12,5) dyhydrogénophosphate (7)
Pourquoi on ajoute NaCl ? Force ionique constante.
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