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Consultation du fichier chimie.83p

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Contenu du fichier chimie.83p

Description: cours

Texte:
La réaction d'oxydation du fer par le diode en solution a pour équation :

I2 (aq) + Fe (s) ® 2 I - (aq) + Fe ++ (aq) (1)

Dans cette réaction les réactifs sont I2 et Fe alors que les produits formés sont I - et Fe ++.

Pour des raisons qui seront expliquées dans la leçon 5, il est conseillé de toujours utiliser, en classe terminale, le signe égal dans l'écriture des équations. Par conséquent, l'équation (1) s'écrira :

I2 (aq) + Fe (s) = 2 I - (aq) + Fe ++ (aq)

Ici, la transformation se fait de gauche à droite (les réactifs sont I2 et Fe) et se produit tant que l'un des réactifs n'a pas totalement disparu.

·Comme le prévoit le programme, nous nous poserons, dans la partie C du cours, la question de savoir si le sens d'évolution de certaines réactions peut être inversé. La réponse sera affirmative. C'est le cas, notamment, de la réaction entre l'acide éthanoïque et l'eau :

CH3COOH + H2O = CH3COO - + H3O+ (voir la leçon 5)

On dissout n = 0,010 mole du solide ionique FeCl3 ( cristal formé d'ions Fe +++ et Cl - ) dans de l'eau pour obtenir un volume V de 200 mL (0,200 L) de solution.

·La concentration molaire volumique C en soluté apporté (ou concentration molaire volumique de la solution de chlorure ferrique FeCl3) est :

C = n / V = 0,010 / 0,200 = 0,050 mol / L (2)

Le symbole de mole est mol, le symbole de litre est L (l'unité litre est le seul nom commun représenté par une majuscule afin d'éviter la confusion entre la lettre minuscule l et le chiffre 1).

·L'équation de la dissolution s'écrit :

FeCl3 (s) = Fe +++ (aq) + 3 Cl - (aq) (3)

1 FeCl3 (s) = 1 Fe +++ (aq) + 3 Cl - (aq) (3 bis)

1 mole du solide ionique FeCl3 donnerait 1 mole d'ions Fe +++ et 3 moles d'ions Cl - en solution.

0,010 mole du solide ionique FeCl3 donne 0,010 mole d'ions Fe +++ et 0,030 mole d'ions Cl - en solution.

·La concentration molaire en ion fer (III), appelé ion ferrique, en solution est notée [ Fe +++ ] :

[ Fe +++ ] = n ( Fe +++ ) / V = 0,010 / 0,200 = 0,05 mol / L (4)

·La concentration molaire de l'ion chlorure en solution est notée [ Cl - ] :

[ Cl - ] = n ( Cl - ) / V = 0,030 / 0,200 = 0,15 mol / L (5)

·Ecrire [ FeCl3 ] n'a pas de sens car, en solution, l'espèce FeCl3 n'existe pas. Les seules espèces présentes dans la solution aqueuse sont les ions Fe +++ et Cl -. La notation C se réfère à ce qui a été introduit (ou apporté) dans la solution alors que la notation [ ... ] se réfère à une espèce qui est effectivement présente dans la solution.

Concentration massique ou titre massique d'une solution

On dissout n = 0,01 mole du solide ionique FeCl3 (cristal formé d'ions Fe +++ et Cl -) dans de l'eau pour obtenir V = 200 mL = 0,200 L de solution. On donne les masses molaires atomiques de Fe : 56 g / mol et Cl : 35,5 g / mol.

La masse molaire de FeCl3 est M ( FeCl3 ) = 56 + 35,5 ´ 3 = 162,5 g / mol.

La masse de n = 0,01 mole de chlorure ferrique dissous est m = n ´ M = 0,010 ´ 162,5 = 1,625 g

La concentration massique de la solution est :

t (FeCl3) = m / V = 1,625 / 0,200 = 8,125 g / L (6)

Remarque : Entre le titre massique t et la concentration molaire C existe le relation :

t = m / V = n ´ M / V = (n / V) ´ M soit :

t = C ´ M (7)

Dans l'exemple ci-dessus on vérifie bien que :

t (FeCl3) = C (FeCl3) ´ M (FeCl3) (8)

8,125 = 0,05 ´ 162,5

'étude de ces réactions a été abordé en classe de première. Il est utile en classe terminale de revenir sur ce type de réactions.

2-1 Définition d'un oxydant, d'un réducteur, d'un couple oxydant / réducteur

·Un oxydant est une espèce chimique pouvant capter un ou plusieurs électrons e -.

·Un réducteur est une espèce chimique pouvant donner un ou plusieurs électrons e -.

·Un couple oxydant / réducteur est constitué d’un oxydant et d’un réducteur, reliés par la demi-équation électronique :

oxydant + n e - = réducteur (9)Dans une réaction d'oxydoréduction le réducteur Red1 d'un couple Ox1 / Red1 donne un ou plusieurs électrons à l'oxydant Ox2 d'un autre couple Ox2 / Red2.

En donnant des électrons, un réducteur subit une oxydation. En recevant des électrons, un oxydant subit une réduction.

oute réaction d'oxydoréduction fait intervenir l'oxydant d'un couple oxydant 1 / réducteur 1 qui reçoit un ou plusieurs électrons donnés par le réducteur autre couple oxydant 2 / réducteur 2 :

oxydant 1 + n e - = réducteur 1 (22)

réducteur 2 = oxydant 2 + n e - (23)

L'équation associée à toute réaction d'oxydoréduction s'écrit donc :

oxydant 1 + réducteur 2 = réducteur 1 + oxydant 2 (24)

Les grandeurs qui modifient la vitesse d'évolution d'un système chimique sont appelées facteurs cinétiques. Dans cette leçon, nous allons étudier successivement l'influence de la concentration des réactifs, de la température et enfin des catalyseurs. D'autres facteurs cinétiques, hors programme, ne seront pas étudiés. C'est le cas, par exemple, de l'éclairement du système réactionnel, de la nature du solvant, etc.

En général la vitesse de formation d'un produit augmente si l'on fait croître la concentration des réactifs

La lumière blanche émise par le soleil ou par une lampe à incandescence peut être analysée par un prisme ou par un réseau

Sur l'écran on observe un spectre continu. Dans le domaine visible, ce spectre s'étale du violet (longueur d'onde l v= 400 nm) jusqu'au rouge (longueur d'onde l r= 800 nm) :

En fait, le spectre de la lumière visible fait partie du spectre électromagnétique beaucoup plus vaste s'étendant du rayonnement gamma (longueur d'onde pouvant descendre en dessous 10 - 13 m ) jusqu'au rayonnement hertzien (longueur d'onde pouvant dépasser 10 4 m ).

Une espèce en solution, éclairée par de la lumière blanche, est susceptible d'absorber, au moins en partie, l'énergie correspondant à certaines radiations. La lumière transmise ne sera plus blanche mais colorée. On peut l'analyser avec un prisme, le spectre obtenu est un spectre d'absorption.

L'absorbance est une grandeur sans dimension mesurée par un spectrophotomètre.

L'absorbance dépend de la longueur d'onde l qui caractérise chaque couleur dans un milieu donné (en général l'air) :

·Si l'énergie associée à la radiation de longueur d'onde l1 n'est pas du tout absorbée par la solution étudiée alors l'absorbance correspondante A (l1) est égale à 0.

L'énergie est transmise à 100 / 100 = 1 = 10 0(1)

·Si l'énergie associée à la radiation de longueur d'onde l2 est absorbée à 99 % par la solution étudiée alors l'absorbance correspondante A (l2) est égale à 2.

L'énergie est transmise à 1 / 100 = 0,01 = 10 - 2 (2)

L'absorbance est une grandeur additive : Si une radiation de longueur d'onde l traverse une première solution possédant une absorbance A1 (l) puis une deuxième solution possédant une absorbance A2 (l) , alors l'absorbance totale des deux solutions est :

A (l) = A1 (l) + A2 (l) (3)

On obtient une relation semblable si la même solution contient deux espèces chimiques absorbantes.

·Loi de Beer-Lambert (1852 et 1730) : L'absorbance d'une solution contenant une espèce colorée à la concentration C dépend de la longueur d'onde l de la radiation utilisée. Elle est proportionnelle à l'épaisseur L de la solution et à la concentration C de l'espèce colorée. On écrit :

A (l) = el . L . C (4)

·C est la concentration molaire effective de l'espèce absorbante en mol / L.

·L est l'épaisseur de la solution en m (les chimistes emploient plutôt le cm) .

·el est le coefficient d'absorption molaire en L.mol - 1.m - 1 (ou en L.mol - 1.cm - 1). Il dépend de la nature du soluté et du solvant, de la température et de la longueur d'onde.

Si L et el sont constants la loi de Beer-Lambert se traduit par la relation :

A (l) = K . C (4 bis)K = Cte

·Connaissant le spectre d'absorption d'une espèce chimique, on peut mesurer, pour une longueur d'onde donnée, les variations de l'intensité I d'un faisceau lumineux traversant une même épaisseur L de solutions de concentrations diverses.

Ceci permet d'établir expérimentalement la courbe A = f (C) (5) reliant l'absorbance et la concentration de la substance étudiée (à L et l constantes), en effectuant les mesures de A pour diverses concentrations. Cette courbe est une courbe d'étalonnage.

La courbe expérimentale d'étalonnage permet ensuite de déterminer la concentration inconnue d'une solution de cette substance par simple mesure de son absorbance et report sur la courbe A = f (C)

[ Langue: fr - Auteur: rem (termS) ]

Utilisation du fichier sur une calculatrice

Pour pouvoir lire ce fichier sur une calculatrice Ti82, Ti83, ou Ti83+, vous devez télécharger les deux programmes ci-dessous:

Suivez à présent ces étapes :

  • Si vous possédez une Ti83 ou une Ti83+:
    1. Décompressez les fichiers ion.zip et txtviewAV.zip à l'aide d'un utilitaire du type Winzip.
    2. Ouvrez votre logiciel de transfert Ti-PC, puis connectez votre cable (si vous n'en possédez pas, vous pouvez en acquérir un à partir de 6 euros sur les enchères de france83.com: voir la pub en haut de la page).
    3. Envoyez les fichier Ion.83g (ou ion.8xg si vous avez une Ti83+), Txtview.83g (ou Txtview.8xg si vous avez une Ti83+) et chimie.83p sur votre calculatrice.
    4. Sur votre calculatrice, lancez le programme nommé "ION", un programme nommé "A" est généré.
    5. Lancez le programme nommé "A". "Textview" apparait alors dans le menu qui s'affiche. Cliquez dessus. Vous voyez un nouveau menu s'ouvrir. La description du programme que vous venez de télécharger y apparait. Cliquez dessus. Votre texte s'affiche sur l'écran !

  • Si possédez une Ti82:
    1. Décompressez les fichiers crash.zip et txtview82.zip à l'aide d'un utilitaire du type Winzip.
    2. Ouvrez votre logiciel de transfert Ti-PC, puis connectez votre cable (si vous n'en possédez pas, vous pouvez en acquérir un à partir de 6 euros sur les enchères de france83.com: voir la pub en haut de la page).
    3. Envoyez les fichiers Crash.82b (attention ceci effacera toutes les données enregistrées sur votre calculatrice!) puis TxtView.82p et chimie.83p sur votre Ti
    4. Lancez le programme nommé "Crash". "Textview" apparait alors dans le menu qui s'affiche. Cliquez dessus. Vous voyez un nouveau menu s'ouvrir. La description du programme que vous venez de télécharger y apparait. Cliquez dessus. Votre texte s'affiche sur l'écran !
Options relatives à textview

Une fois les étapes précédentes réalisées, vous voilà sur le programme textview. Ce programme propose plusieurs options qui vous permettent de lire le fichier que vous venez de télécharger. Voici les boutons de votre calcultrice à presser pour obtenir l'action indiquée:

  • (quand vous êtes sur ION ou sur CRASH (Ti82), cliquez sur [MODE] pour quitter ION)
  • Quand vous êtes dans le menu principal de Textview:
    • [flèche "haut"] : faire monter le curseur de sélection
    • [flèche "bas"] : faire descendre le curseur de sélection
    • [flèche "droite"] : change de page (s'il y'a plus de 9 fichiers sur la calculatrice)
    • [CLEAR] : retourner vers ION
  • Quand vous lisez un fichier avec textview:
    • [flèches] : faire défiler le texte sur l'écran
    • [DEL] : aller en haut de la page
    • [STAT] : aller en bas de la page
    • [2nd] + [flèche "gauche"] : aller à gauche de la page
    • [2nd] + [flèche "droite"] : aller à droite de la page
    • [TRACE] : retour au début du texte
    • [GRAPH] : aller à la fin du texte
    • [MODE] : retour à la ligne automatique
    • [X,T,0] : afficher le texte en plus petit
    • [Y=] : inverser les couleurs de l'écran
    • [CLEAR] : retour vers le menu principal de Textview
  • IMPORTANT: ne pressez jamais [2nd], [ON] pour éteindre votre calculatrice alors que vous êtes encore sous txtview, sans quoi votre calculatrice "plantera" et toutes les données enregistrées en mémoire seront perdues !
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