Réunion 2008

EXERCICE III : Taux d’alcoolémie (4 points) – Correction © http://labolycee.org

1.Choix de la méthode de suivi 1.1. L’ion dichromate ainsi que l’ion chrome (III) colorent la solution. Cette coloration de la solution va donc changer en fonction de l’apparition des ions chrome (III) et/ou la disparition des ions chromate. La réaction pourra donc être suivie par spectrophotométrie. 1.2. La spectrophotométrie est une méthode de mesure non-destructive car le système chimique n'est pas modifié par le passage de la lumière au cours de la mesure. 2. Suivi temporel 2.1. On sélectionne la longueur d’onde qui correspond au maximum d’absorption de l’espèce chimique étudiée. 2.2. 3 CH3CH2OH(aq) + 2 Cr2O72-(aq) + 16H+(aq) = 3CH3COOH(aq) + 4 Cr3+(aq) + 11 H2O(l) Équation État initial État intermédiaire État final 2.3. [Cr2O72-(aq)] = n0 n0 – 3x n0 – 3xéq n1 n1 – 2x n1 – 2xéq Excès Excès Excès 0 3x 3xéq 0 4x 4xéq Beaucoup Beaucoup Beaucoup

n1 - 2x V V 1 donc x = .(n1 – [Cr2O72-(aq)].V) [Cr2O72-(aq)].V = n1 – 2x 2 A 2.4. A = 150. [Cr2O72-(aq)] donc [Cr2O72-(aq)] = 150 1 A 1 A x = .(n1 – .V) = .(c.V’ – .V) avec V’ = 10 mL = 10×10–3 L 2 150 2 150 1 A 1 x = .(2,0.10–2 ×10×10–3 – ×12×10–3) = (20×10–5 –8,0×10–5×A) = (10 – 4A).10–5 mol 2 150 2 =
2.5. Lorsque l’absorbance n’évolue plus c’est que [Cr2O72–] n’évolue plus. L’avancement est alors maximal, car la transformation est totale. Graphiquement pour x = xmax, on a Af = 2,39. xmax = (10 – 4. Af).10–5 xmax = (10 – 4×2,39)×10–5 = 4,4×10–6 mol. × Si l’éthanol est en limitant, cela signifie que les ions dichromate sont en excès. Donc en fin de réaction, il resterait des Cr2O72–. Vérifions cette hypothèse : n(Cr2O72–)finale = n1 – 2xmax n(Cr2O72–)finale = c.V’ – 2 xmax n(Cr2O7 )finale = 2,0.10
2– –2

n(Cr2 O7 2- (aq) )

Amax
–3 –6

n(Cr2O72–)finale

×10×10 – 2×4,4×10

≠ 0, l’ion dichromate est en excès, l’éthanol est limitant. 2.6. L’éthanol est totalement consommé, soit n0 – 3xmax = 0. Donc n0 = 3xmax,