I- Étude expérimentale.

1)- Introduction.

-   On étudie la réaction entre les ions iodure et  l’eau oxygénée en milieu acide qui est lente à la température ambiante.

-   Le diiode apparu est dosé par une solution titrée de thiosulfate de sodium en présence d’un indicateur : l’empois d’amidon.

2)- Expérience 1 : réaction entre les ions iodure et l’eau oxygénée en milieu acide.

-   A l’instant t = 0, 0 s,

-   On verse un volume V₃ = 100 mL d’une solution d’iodure de potassium de concentration C₃ = 0,20 mol / L

-   et un volume V₁ = 100 mL d’une solution d’eau oxygénée de concentration C₁ = 5,6 x 10^–2 mol / L

-   dans un erlenmeyer de 250 mL.

3)- Expérience 2 : dosage du diiode formé au temps t.

-   Dans une burette graduée de 25 mL, on introduit une solution titrée de thiosulfate de sodium de concentration C₂ = 4,0 x 10^–2  mol / L et on règle le zéro de la graduation.

-   On prépare un bécher contenant 50 mL d’eau glacée environ et quelques gouttes d’empois d’amidon.

-   Grâce à une pipette jaugée, on prélève un volume V₀ = 10 mL du mélange réactionnel.

-   On verse le contenu de la pipette dans un erlenmeyer de 250 mL.

-   Au temps t_i = 1 min,  on verse le contenu du bécher dans l’erlenmeyer pour arrêter la réaction.

-   On dose ensuite le diiode formé à la date t_i.

-   Pour ce faire, on verse progressivement la solution de thiosulfate de sodium (contenue dans la burette graduée) dans l’erlenmeyer.

-   Une coloration bleu noir doit apparaître.

-   On ajoute goutte à goutte le thiosulfate de sodium jusqu’à décoloration de la solution.

-   On note le volume de solution de thiosulfate de sodium versé

-   V₂ =

-   On recommence l’expérience au temps t_i = 2 min, puis t_i = 4 min…………

4)- Tableau de mesures.

II- Exploitation des mesures.

1)- Étude de la réaction entre l’eau oxygénée et les ions iodure.

a)- Équation bilan de la réaction.

-   demi-équations électroniques des différents couples et équation bilan de la réaction.

-   Qualificatifs  : réaction naturelle ou spontanée, lente, unique, totale.

b)- Étude quantitative.

-   Quantité de matière d'eau oxygénée à l'instant initial :

-   n⁰ (H₂O₂) = C₁ . V₁ = 5,6 x 10^–2 x 100 x 10^–3

-   n⁰ (H₂O₂) ≈ 5,6 x 10 ^{– 3} mol

-   Quantité de matière d'ion iodure à l'instant initial :

-   n⁰ (I ^–) = C₃ . V₃ = 0,20 x 100 x 10 ^{– 3}

-   n⁰ (I ^–) = C₃ . V₃ ≈ 2,0 x 10 ^{– 2} mol

-   Tableau d’avancement de la réaction :

-   La réaction est finie par manque d’un des réactifs : 

-   Il faut résoudre :

-   À chaque instant t, dans le mélange réactionnel, la quantité de matière de diiode formé s’identifie avec l’avancement temporel de la réaction : 

-   n _t (I₂) = x (t)

2)- Étude de la réaction de dosage.

a)- Équation de la réaction de dosage.                          

-   Caractéristiques de la réaction : : réaction naturelle ou spontanée, rapide, unique, totale.

-   Écrire les demi-équations électroniques des différents couples et équation bilan de la réaction :

-   S₄O₆^2– _(aq) / S₂O₃ ^{2 –} _(aq) et I_{2 (aq)} / I ^– _(aq) 

b)- étude quantitative.

-   Tableau d’avancement de la réaction.

-   Relation à l’équivalence : n (S₂O₃^{2 –}) - 2 x_max = 0  et n (I₂) - x_max = 0

-   Cette relation permet de déterminer la quantité de matière de diiode présente dans le volume V₀ à partir de la quantité de matière d’ions thiosulfate versé. 

-   On peut écrire : 

-   n _versé (S₂O₃ ^{2 –}) = 2 n_t (I₂)

3)- exploitation des mesures.

a)-     Cas de la réaction (2) : dosage

-   L’expression n_t (I₂) représente la quantité de matière de diiode présente dans le volume V₀.

-   Expression de n_t (I₂) en fonction de C₂ et V₂.

-   À l’équivalence :

-   

-   expression de la concentration en diiode dans le mélange réactionnel à la date t.

-   

-    

b)-     Cas de la réaction (1) : Réaction entre les ions iodure et l’eau oxygénée en milieu acide.

-   La concentration en diiode dans le mélange réactionnel est la même que celle dans le volume V₀.

-   

-   Quantité de matière de diiode dans le mélange réactionnel :

-  

-   Sachant que : n' _t (I₂) = x (t), on peut en déduire la relation donnant l’avancement temporel x (t) de la réaction :

-  

-   ces expressions se rapportent à la réaction (1).

-   Concentration de l’eau oxygénée : [H₂O₂] _t = g (C₁ , C₂ ,V₀ , V₁ ,V₂ , V₃).

-   D’après le tableau d’avancement de la réaction :

-   

III-          Les graphes :

-   Graphe 1 :  x = f (t)

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-   Graphe 2 :  [ I₂ ] = f (t)

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-   Graphe 3 :  [ H₂O₂ ] = f (t)

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