ASIE 2004 SUIVI D'UNE RÉACTION LENTE (6 Points) CORRECTION

1. Préparation de la solution de permanganate de potassium

On va procéder à une dilution.
Solution mère: Solution fille: c0 = 1,00 ( 10-2 mol.L-1 c1 = 2,00 ( 10-3 mol.L-1
V0 volume à prélever V1 = 50,0 mL
Au cours de la dilution la quantité de matière de permanganate de potassium se conserve.
Soit n0 = n1 , donc c0.V0 = c1.V1
V0 = [pic]
V0 = [pic] = 10,0 mL
Protocole: On verse de la solution mère dans un becher de 75 mL. À l'aide d'une pipette jaugée de 10 mL, on prélève V0 millilitres de la solution mère de ce becher. On verse ce prélèvement dans une fiole jaugée de 50 mL.
On ajoute de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge en agitant au fur et à mesure de l'ajout.

2. Réaction d'oxydoréduction

2.1. demi-équation de réduction de l'ion permanganate : MnO4–(aq) + 5 e– + 8 H+(aq) = Mn2+(aq) + 4 H2O (l) ) (2 demi-équation d'oxydation de l'acide oxalique: H2C2O4 (aq) = 2CO2 (aq) + 2e– + 2H+(aq) ) (5 équation de la réaction: 2 MnO4–(aq) + 5 H2C2O4 (aq) + 6 H+(aq) = 10 CO2 (aq) + 2 Mn2+(aq) + 8 H2O(l)
2.2. à l'instant t = 0, on a n01 = c1.V1 n01 = 2,00 ( 10-3 ( 20,0(10–3 n01 = 4,00(10–5 mol d'ions MnO4–
2.3. à l'instant t = 0, on a n02 = c2.V2 n02 = 5,00(10–2 ( 20,0(10–3 n02 = 1,00(10–3 mol d'acide oxalique C2H4O2.
2.4. Avancement maximal: Attention, il faut tenir compte des coefficients stœchiométriques.
Si MnO4– est le réactif limitant, il est totalement consommé. Alors n01 – 2xmax = 0. soit xmax = [pic]= [pic]= 2,00(10–5 mol
Si C2H4O2 est le réactif limitant alors n02 – 5 xmax = 0. soit xmax = [pic]= [pic] = 2,00(10–4 mol
Le réactif limitant est celui qui conduit à la valeur la plus faible de xmax.
Il s'agit de l'ion permanganate et xmax = 2,00(10–5 mol.
2.5. Les ions MnO4– colorent le mélange réactionnel en violet. Au fur et à mesure de leur consommation, la coloration violette va disparaître. Le mélange va progressivement devenir