Au cours de ce tp on se propose de doser un mélange d’acides








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)IEtude théorique de la réaction et de la cinétique

)1Equation de la réaction et tableau d'avancement :


Soit en simplifiant l’écriture :
RCl + H2O ROH + H+ + Cl­

On prélève 2 mL de RCl à 4g/L dissous dans l'acétone et on les verse dans 80 mL d'acétone à 5%.

)2Tableaux d'avancement :

RCl + H2O = ROH + H+ + Cl­

E.I. c0 excès 0 0 0

E.F. c0 - x excès x x x
.2.1.Calcul des quantités de matière :

nRCl = soit nRCl = mol

nH2O = soit nH2O = = 4,44 mol >> nRCl

.2.2.Calcul des concentrations :

[RCl]initial = soit [RCl]initial = 1,055.10­3 1,0.10­3 mol.L­1

A la fin de la réaction : [ROH] = [H+] = [ Cl­] = 1,0.10­3 mol.L­1

L'eau est en excès.
.2.3.Tableau d'avancement numérique à n'importe quel instant :

(mol.L-1) RCl + H2O = ROH + H+ + Cl­

t = 0 1,0.10­3 excès 0 0 0

t (1,0.10­3 ­x) excès x x x

t excès xmax=1,0.10­3 xmax=1,0.10­3 xmax =1,0.10­3
)IIEtude cinétique de l'hydrolyse du 2-chlorure-2-méthylpropane

On réalisera six fois l'expérience en faisant varier la température de 5 °C, entre 15 et 40 °C.

Ceci pour étudier la loi d’Arrhénius .

)1Etalonnage du conductimètre :

.1.1.Relier le conductimètre à la voie 6 d’ORPHY à l’aide d’un cable approprié.

.1.2.Relier ORPHY à l’ordinateur avec un autre cable.

.1.3.Allumer le conductimètre CDM 210, l'interface ORPHY et l'ordinateur.

.1.4.Etalonner la cellule conductimétrique en vous aidant de la notice.

.1.5.Choisir : calibre 400 µ

Unités S/m

Autoread Non

)2Préparation de l'acquisition des données sur ordinateur :

.2.1.Vérifier que les deux LED vertes d'e l'interface sont bien allumées (dans le cas contraire, allumer l'interface, bouton de connexion à l’arrière de l’appareil).

.2.2.Choisir : Ref 0

.2.3.Cliquer sur l'icône OrphyWin

.2.4.Abscisse : Temps

.2.5.Durée :

500 s à 15 °C

300 s de 20 à 30 °C

250 s ou 200 s au-dessus de 30 °C

.2.6.Nombre de mesures : 100

.2.7.Ordonnée : Voie EA6 (0 à 1 V)

.2.8.Etalonnage manuel :

σ (CTRL s) ou sig

Tension mesurée

Grandeur Physique (σ)

0

0

1

800 µS

)3Préparation des solutions :
.3.1.Prélever à l'aide d'une éprouvette graduée, 80 cm3 de solvant formé de 95 % d'eau et 5 % d'acétone et les verser dans un bécher de 150 cm3 de forme haute.

.3.2.Préparer 2 cm3 de solution de tertiobutyle (4 g dans 1 litre d'acétone) avec une pipette parfaitement sèche (afin d’éviter que la réaction ne commence).
Les verser dans un petit bécher, très sec également.

.3.3.Placer les deux béchers séparément dans le bain thermostaté à la température désirée.

.3.4.Introduire l'agitateur délicatement dans le solvant

.3.5.Brancher la cellule conductimétrique à l'arrière du conductimètre

.3.6.Placer la cellule conductimétrique dans le solvant.

)4Acquisition des données :

.4.1.Quand la température voulue du solvant est atteinte, verser rapidement le chlorure de tertiobutyle dans le solvant.

.4.2.Taper sur la barre d'espace, dès que le chlorure de tertiobutyle est introduit dans le solvant, pour commencer les acquisitions. La réaction démarre immédiatement.

.4.3.Mesurer la température θf à la fin de l'expérience.
Faire la moyenne entre θi et θf.pour tenir compte des variations de température en cours d’expérience.
Noter impérativement cette température moyenne.

.4.4.A la fin de l'acquisition, transférer les acquisitions vers Regressi .

.4.5.Enregistrer sous : TS1Ba ou TSA1BB/TP13_xxx

.4.6.Refaire l'expérience à une autre température.

.4.7.Choisir nouvelle feuille, plutôt que nouveau fichier, au moment du transfert.

.4.8.Enregistrer les données au fur et à mesure ….!
)5Exploitation des résultats
La précision des mesures est insuffisante pour garder cinq chiffres significatifs.

Choisir : Calculs/Format/3 chiffres significatifs.
.5.1.Détermination de σinf :

2.5.1.1.Pour chaque expérience, il faut déterminer la valeur qu'aurait la conductivité σ de la solution, si l'hydrolyse durait suffisamment longtemps pour que l'on puisse considérer qu'elle est terminée.

2.5.1.2.Cette valeur notée σinf, se détermine par extrapolation ou en traçant l'asymptote à la courbe.

2.5.1.3.Marquer cette valeur au crayon à papier sur chaque graphe.

2.5.1.4.Ne pas hésiter à revenir sur la détermination de cette valeur si la suite des résultats n'est pas satisfaisante.
.5.2.Vérification de l'ordre de la réaction : création de la variable y = ln (σinf – σ )
2.5.2.1.Créer la variable y = ln (σinf – σ )

2.5.2.2.Changer les coordonnées et visualiser à l'écran la courbe y = f (σ ).

2.5.2.3.On doit obtenir un droite.

2.5.2.4.si la droite est incurvée vers le bas, cela signifie que la valeur de σinf déterminée précédemment est trop faible, la modifier légèrement et vérifier à nouveau la droite.

2.5.2.5.si la droite est incurvée vers le haut, cela signifie que la valeur de σinf est trop importante, la diminuer légèrement et vérifier à nouveau la droite.
.5.3.Détermination de la constante de vitesse de la réaction k (T) :

2.5.3.1.Modéliser la droite y = ln (σinf – σ ).

2.5.3.2.Le coefficient directeur de la droite est égal à – k(T).
k (T) = à T =
.5.4.Calculer du temps de demi-réaction :
T½ =
Vérifier dans le tableau de mesures et sur le graphe, qu'à t = T1/2 , σ = σ1/2

.5.5.Imprimer les résultats




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M. Chamoux et M. Eldin
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