T.P n° 2 : Suivi d’une réaction par conductimétrie
Objectif :
Suivi temporel d’une réaction mettant en jeux des ions.
Mesure
de conductimétrie.
Présentation
de la démarche :
La manipulation consiste à :
-
Mesurer la conductivité
de la solution au cours de la réaction et à l’état final.
Vous disposez de solutions :
-
S0 :
solution d’éthanoate de sodium de concentration molaire C0 = 1,0.10-1
mol.L-1
-
S1 :
solution de soude de concentration molaire C1 = 1,0 .10-1
mol.L-1
-
S2 :
solution de chlorure de potassium de concentration molaire C2 =
1,0.10-2 mol.L-1
-
S3 :
solution d’acétate d’éthyle pur (densité d = 0,90 ; masse molaire M =
-
La réaction étudiée à pour équation : CH3-COO-C2H5 + HO- = CH3-COO- + C2H5OH
Cette réaction est totale et lente. La réaction consomme des ions HO- et produit des ions CH3-COO- . La conductivité molaire ionique des ions HO- est nettement plus forte que celle des ions CH3-COO- . Donc la conductivité de la solution doit donc diminuer au cours de la transformation chimique.
I] Suivi de
la transformation chimique
-
Placer le becher sur
l’agitateur magnétique. Verser dans le becher, V1
= 50,0 mL d’une solution de soude et 50,0 mL d’eau distillée.
-
Mesurer la conductance G0 ou la
conductivité s0 du système à l’état initial : avant le
mélange.
-
Verser dans le bécher 0,50 mL
d’acétate d’éthyle pur prélevé à l’aide d’une pipette graduée de 2 mL. A cet instant, déclencher le chronomètre.
-
Relever les valeurs de conductance et remplir le
tableau ci-dessous :
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t [min] |
0 |
3 |
5 |
7 |
9 |
11 |
13 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
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G(t) |
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1. Dresser le tableau
d’avancement de la réaction.
2. Montrer que les réactifs
sont dans les proportions stœchiométriques. Calculer la quantité de réactifs
initiale notée n1.
3.
Exprimer la conductance G0 ou la conductivité s0 à l'état
initial en fonction de lHO- n1 et Vt
le volume de la solution.
II] Mesure de
la conductance à l’état final
-
Dans un bécher, verser 50 mL
de la solution d’éthanoate de sodium et 50 mL d’eau
distillée.
-
Mesurer la conductance G∞ ou la
conductivité s∞. Cette mesure représente
la mesure de conductivité lorsque la transformation chimique a atteint l’état
final.
L’état final est modélisé car il
serait trop long d’attendre !!!!
Remarque : Cette
technique permet de faire des mesures in situ. Il n’est pas nécessaire de prélever
une partie de l’échantillon pour chaque mesure. On n’effectue pas de trempe
(ajout d’eau glacée).
4.
Exprimer la conductance G∞ ou la conductivité s∞ à
l'état final en fonction de lCH3-COO-
n0 et Vt de la solution.
5. Exprimer la
conductance G ou la conductivité s à l’instant t en fonction de lHO-,
lCH3-COO- , n1
et x.
6. Exprimer :
ou
en fonction de n0
et de l’avancement x.
7. Calculer x pour chaque instant
de mesure. Rassembler les résultats dans le tableau suivant :
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t [min] |
0 |
3 |
5 |
7 |
9 |
11 |
13 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
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x [mol] |
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8. Tracer la représentation graphique
x = f(t). Calculer le temps de demi-réaction.