TP chimie Suivi
d’une transformation chimique par mesure d’une pression
temps
de demi-réaction
I Objectifs
A l’aide d’un capteur de pression, mesurer la surpression et suivre l’avancement x = f(t) de la réaction associée à une transformation au cours de laquelle il se forme un produit gazeux
II Loi des gaz parfaits
Enoncer la loi des gaz parfaits en précisant les unités utilisées.
III La transformation étudiée
Introduire dans un tube à essais un petit morceau de ruban de magnésium et recouvrir d’une solution d’acide chlorhydrique à 1 mol.L-1. Identifier les produits de la réaction :
Quelle est la nature du gaz qui se dégage ?
Quelle est l’espèce chimique obtenue par la transformation du magnésium métal ? Comment peut-on la caractériser ?
Ecrire l’équation de la réaction
associée à cette transformation chimique.
IV Protocole et présentation de la démarche
o Mesurer un morceau de magnésium de 3,5 cm de long représentant une masse voisine de 3,0.10-2 g
o Introduire 50 mL d’acide chlorhydrique à C1 = 0,5 mol.L-1 dans un ballon bicol, plonger le ballon dans l’eau d’un cristallisoir, fermer la tubulure latérale avec le bouchon traversé par le thermomètre et noter la température.
o Installer la sonde du manomètre dans la tubulure verticale et effectuer la mise au 0.
Rapidement, ouvrir la tubulure latérale, jeter le morceau de magnésium dans l’acide, déclencher le chronomètre et refermer le ballon.
o Noter la surpression Dp = p1 toutes les 15 s, interrompre les relevés quand la surpression est devenue constante
o Faire un schéma légendé du dispositif et dresser un tableau de résultats.
A quoi est due la surpression dans le ballon ?
Pourquoi le ballon est-il plongé dans l’eau froide d’un cristallisoir ?
Evaluer le volume occupé par les gaz présents dans le
ballon.
Echanger les résultats
V Exploitation
o
Faire un tableau descriptif de
l’évolution du système au cours de la transformation ; identifier le
réactif limitant et établir l’égalité entre l’avancement x et la quantité n de
dihydrogène formée à chaque instant. ( donnée MMg = 24 g.mol-1 )
o Etablir la relation entre x et p1
o Près des ordinateurs, vous avez le tableau des valeurs p2
trouvées pour une autre expérience où nous avons utilisé de l’acide
chlorhydrique à 0,25 mol.L-1
o A l’aide du tableur Regressi tracer pour chaque expérience le graphe x
= f(t), commenter l’allure des courbes obtenues
On appelle temps de
demi-réaction noté t1/2, la durée au bout de laquelle l’avancement x
de la réaction est égal à la moitié de sa valeur finale
x(t1/2)
= 
x finale
o Exploiter les courbes pour déterminer dans chaque cas le temps de demi-réaction.
o Conclure quant à l’influence de la concentration de l’acide chlorhydrique sur le temps de demi-réaction.
VI Conclusion