Première S

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Devoir de Sciences Physiques nÀ3
L’épreuve dure 1 heure. L’usage de la calculatrice est autorisé. La notation tiendra compte de la qualité de la rédaction, du respect des notations, des chiffres significatifs et de l’orthographe.

Exercice I : formation de diiode par réaction entre l’eau oxygénée et l’ion iodate
« Eau oxygénée » est le nom commun du peroxyde d’hydrogène de formule chimique H2O2. Ce composé réagit très violement avec les ions iodate de formule IO3-. La réaction se produit en milieu acide et conduit à la formation de dioxygène gazeux O2 et de diiode I2. De l’eau est aussi produite lors de la transformation.
Remarque : cette transformation est très rapide et exothermique. En ajoutant un peu de liquide vaisselle au mélange réactionnel, on forme très rapidement une grande quantité de mousse, ce qui rend la manipulation assez spectaculaire. Elle est étudiée plus précisément en Terminale S.
Dans un grand bécher, on verse 10,0 mL d’eau oxygénée très concentrée (cA = 11,6 mol/L) suffisamment acidifiée puis 40,0 mL de solution d’iodate de potassium K+ + IO3- de concentration cB = 1,00 mol/L. Une vive réaction se produit et libère beaucoup de chaleur. La solution se colore en « rouge – brun ».
Les ions potassium sont spectateurs. L’acidification du système réactionnel correspond à la présence d’ions
H+ en excès. L’eau, bien qu’apparaissant dans les produits, est ici le solvant. Elle est présente en très grande quantité et la quantité produite est négligeable devant la quantité présente au départ : on pourra donc considérer que le volume total du système chimique ne change pas durant la transformation.
Données :
Volume molaire dans les conditions de l’expérience : Vm = 24 L/mol
Masse molaire de quelques éléments : MH = 1,0 g/mol MO = 16,0 g/mol
Partie A : étude quantitative de la réaction chimique

MI = 132 g/mol
(7 points)

1/ En justifiant à l’aide des règles de conservation fondamentales