Exercice I L’avancement d’une réaction chimique
Exercice I
On verse dans un bécher V= 20,0 mL d’une solution de nitrate d’argent contenant des ions argent (I) (Ag+ (aq) ) et des ions nitrate \(NO_3^ - (aq)\) telle que \([A{g^ + }] = \) \([NO_3^ - ] = \) \(0,15\)mol/L. On y ajoute 0,127 g de poudre cuivre. La solution initialement incolore devient bleue et il se forme un dépôt d’argent. Les ions nitrates n’interviennent pas dans la réaction.
a) Écrire l’équation chimique modélisant la réaction.
b) Décrire l’état initial du système en quantité de matière.
c) Trouver le réactif limitant et calculer l’avancement maximal.
d) Décrire l’état final du système en quantité de matière.
e) Déterminer, à l’état final :
- les concentrations molaires des ions en solution ;
- les masses du ( ou des ) solide(s) présent(s).
Exercice II L’avancement d’une réaction chimique
Exercice II
Dans un bécher, sont introduits environ 20 mL d'une solution aqueuse \(3,0 \times {10^{ - 2}}\)M de diiode \({I_2}\) , et 20 mL d'une solution \(4,0 \times {10^{ - 2}}\) M de thiosulfate de sodium \(N{a_2}{S_2}{O_3}\)
1. Écrire l'équation chimique qui symbolise la réaction modélisant la transformation chimique qui se produit dans le bécher.
2. En utilisant le tableau descriptif de l'évolution du système chimique contenu dans le bécher, déterminer le réactif limitant de la transformation.
3. Préciser la couleur de la solution obtenue à l'état final.
Exercice III L’avancement d’une réaction chimique
Exercice III
La transformation étudiée est l'oxydation des ions iodure par le peroxyde d’hydrogène (eau oxygénée). L'équation chimique qui symbolise la réaction modélisant cette transformation est :
\({H_2}{O_2} + \) \(2{I^ - } + 2{H_3}{O^ + }\) \( \to \) \(4{H_2}O + {I_2}\)
A un instant de date \(t = {t_1}\), la quantité de diiode formée est \({n_1} = 2 \times {10^{ - 5}}\) mol.
1. Préciser les couples redox mis en jeu au cours de cette transformation.
2. Déterminer l'avancement \({x_1}\)de la réaction à l'instant \({t_1}\).
Exercice IV L’avancement d’une réaction chimique
Exercice IV
On décide de déterminer la concentration C d'une solution aqueuse de diiode en réalisant un dosage. Pour ce faire, on prélève un volume V = 10 mL et on verse progressivement la solution titrante de thiosulfate de sodium de concentration \(c' = 2,0 \times {10^{ - 2}}\)mol/L.
L'équivalence est obtenue après avoir versé un volume V' = 15 mL de la solution titrante.
1. Dire comment est signalée l'équivalence.
2. Déterminer la concentration C en diiode de la solution à titrer.
3. Déduire l'avancement de la réaction de dosage à l'équivalence.
Exercice V L’avancement d’une réaction chimique
Exercice V
La réaction entre l’hydrogène sulfureux (\({H_2}S\)) et le dioxyde de soufre (\(S{O_2}\)) produit du soufre et de l’eau.
Ci-dessous le graphique représentant l’évolution des quantités de matière des réactifs et des produits en fonction de l’avancement.
a) Préciser les réactifs mis en jeu au cours de cette transformation
b) Écrire l'équation chimique de la réaction qui modélise cette transformation.
c) Identifier les courbes correspondantes à chacun des réactifs et celles correspondantes à chacun des produits.
d) A partir du graphe, déterminer le réactif limitant et la composition du milieu à la fin de la réaction.
Exercice VI L’avancement d’une réaction chimique
Exercice VI
Lors d'une séance de travaux pratiques, on mélange un volume \({V_1} = 10\) mL de solution de peroxodisulfate de sodium \(N{a_2}{S_2}{O_8}\) de concentration \({C_1} = 0,10\) mol/L avec un volume \({V_2} = 90\) mL de solution d'iodure de potassium KI de concentration \({C_2} = 0,10\) mol/L.
Par une méthode convenable, on détermine, à différents instants, la concentration [I2 ] du diiode et on trace la courbe \(\left[ {{I_2}} \right] = f(t)\) (voir figure ci-dessous).
1. a) Préciser les couples rédox mis en jeu au cours de cette transformation.
b) Écrire l'équation chimique de la réaction qui modélise cette transformation.
c) S'agit-il d'une transformation lente ou rapide?
2. a) Montrer que l'un des réactifs est en excès.
b) Calculer la concentration du diiode à l'état final,Déduire l'avancement final \({x_f}\) de la réaction ainsi que le temps de demi-réaction.
c) Calculer la concentration finale du réactif en excès.
Exercice VII L’avancement d’une réaction chimique
Exercice VII
Dans un erlenmeyer contenant un volume \({V_1}\) = 75 mL d'une solution aqueuse d'eau oxygénée
\({H_2}{O_2}\) de concentration molaire \({C_1}\) = 0,1 mol/L, on ajoute un volume \({V_2}\) = 50 mL d'une solution aqueuse d'iodure de potassium KI de concentration molaire C2 = 0,4 mol/L et un large excès d'acide sulfurique. L'équation chimique de la réaction d'oxydoréduction modélisant la transformation s'écrit:
\({H_2}{O_2} + \) \(2{I^ - } + 2{H_3}{O^ + }\) \( \to 4{H_2}O + \) \({I_2}\)
1. Préciser les couples redox mis en jeu au cours de la réaction d'oxydoréduction modélisant cette transformation.
2. Pourquoi est-il nécessaire de travailler en milieu acide ?
3. Dresser le tableau descriptif d'évolution du système chimique.
4. La réaction étant pratiquement totale, déterminer la quantité de matière de \({H_2}{O_2}\), de \({I_2}\) et de \({I^ - }\) à l'état final.
Préciser lequel parmi les réactifs \({H_2}{O_2}\)ou \({I^ - }\) constitue le réactif limitant.
5. Quelle est la valeur du temps de demi-réaction dans le cas où il se forme 3,75. \({10^{ - 3}}\)mol de diiode au bout de 7 min?
Exercice VIII L’avancement d’une réaction chimique
Exercice VIII
On étudie l'évolution, au cours du temps, d'un mélange formé d’un volume V1 = 50 mL d'une solution aqueuse acidifiée (S1) de permanganate de potassium \(KMn{O_4}\) de concentration molaire C1 et d’un volume V2 = 50 mL d'une solution aqueuse (S2 ) d'acide oxalique \({H_2}{C_2}{O_4}\) de concentration molaire C2 = 0,06 mol/L.
La courbe ci-contre représente la variation de la concentration des ions manganèse \(M{n^{2 + }}\) au cours du temps.
1. Établir l'équation de la réaction d'oxydoréduction qui se produit dans ce système sachant que les couples rédox mis en jeu sont : \(MnO_4^ - /M{n^{2 + }}\) et \(C{O_2}/{H_2}{C_2}{O_4}\).
2. Dresser le tableau descriptif d'évolution du système.
3. a) Calculer l'avancement final de la réaction.
b) Déduire le temps de demi-réaction.
4. L'un des deux réactifs \(MnO_4^ - \) ou \({H_2}{C_2}{O_4}\) est le réactif limitant.
Préciser lequel et déduire la valeur de C1 .