TP n°7 : Suivi cinétique

Objectifs

• Étudier les facteurs cinétiques qui influencent la cinétique d'une réaction chimique.

Rappels théoriques

• Loi des gaz parfaits : PV = nRT
  • Importance des unités

Réaction étudiée

• Réaction entre l'hydrogénocarbonate (HCO₃⁻) et les ions oxonium (H₃O⁺) :
  • Produits : CO₂ (gazeux) et H₂O (liquide)
• Mesure par manométrie ou pressiométrie

Protocole expérimental

1. Peser 0,30 g d'hydrogénocarbonate de sodium
2. Placer l'hydrogénocarbonate dans un bicolle
3. Mettre le bicolle dans un bain-marie pour fixer la température
4. Adapter une ampoule de coulée (avec solution d'acide chlorhydrique) au bicolle
5. Connecter le pressiomètre pour mesurer la pression
6. Noter la pression initiale (T = 0 s)
7. Démarrer le chronomètre et ouvrir le robinet pour commencer la réaction
8. Enregistrer la pression à différents temps (0s, 5s, 10s,...)

Autres méthodes de suivi

• Suivi pH métrique (réaction acido-basique)
• Suivi conductimétrique (variation de conductivité due à la présence/disparition des ions)

Justification des variations de pression

• Formation de CO₂ gazeux augmente la quantité de gaz (n) => pression augmente (P)
  • P = nRT/V (avec T et V constants)

Préparation d'une solution pour l'expérience 3

1. Diluer S1 (0,50 mol/L) pour obtenir une solution à 0,10 mol/L
2. Facteur de dilution = 5
3. Prélever 10 mL de S1 et compléter à 50 mL avec de l'eau distillée
4. Homogénéiser la solution

Suivi cinétique

• Mesurer et noter la pression à plusieurs intervalles de temps
• Reporter les mesures dans un fichier tableur/grapheur
• Analyser la courbe des variations de pression

Analyse des courbes de pression

• Expérience 1 atteint la pression maximale plus tôt => vitesse de réaction plus rapide
• Concentration en HCl est un facteur cinétique (plus la concentration est élevée, plus la réaction est rapide)

Influence de la température

• Augmentation de la température (40°C) augmente la vitesse de réaction
• La pression augmente plus rapidement au cours du temps et atteint la valeur maximale plus tôt
• Courbes se rejoignent car la quantité de réactif (HCO₃⁻) est constante

Conclusion

• Nettoyer le matériel et ranger

Je vous souhaite bon succès pour votre CE!