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Cahier de l'élève -Physique-Chimie

Equation de la Chaleur

Introduction


Nous allons voir dans cet article comment établir une "équation de la chaleur", ou "équation de diffusion". Evidemment, on ne se place pas dans le cas général, ce qui serait trop complexe. On va prendre des hypothèses simplificatrices.

Niveau : Bac +2 environ

Prérequis :
  • Cours sur le premier principe de la Thermodynamique
  • Cours sur la diffusion thermique, et au moins sur la loi de Fourier
  • Notions sur les bilans et les opérateurs en physique (divergence, gradient, laplacien)


Hypothèses de travail :
  • Le flux d'Energie thermique est unidimensionnel (on choisira de dire que l'énergie thermique se diffuse suivant l'axe Ox du repère cartésien usuel).
  • Le vecteur densité volumique de courant d'énergie thermique (ou vecteur densité de flux thermique) est invariant suivant 2 directions de l'espace (on choisira ici les directions y et z du repère cartésien usuel).

Etablissement de l'équation


Etablir l'équation de la chaleur est assez simple, finalement, puisqu'il s'agit tout simplement d'appliquer le premier principe de la Thermodynamique à un système choisi.

En général, on choisit un cylindre de section S, et de longueur dx, situé entre les abscisses x et x+dx.
Je vous propose de regarder le schéma suivant, et de vous y reporter au fur et à mesure du raisonnement.

Image

On considère donc ce cylindre, et on va faire un bilan de ce qui se passe au niveau énergétique pour ce cylindre entre t et t+dt.
Le premier principe de la thermodynamique affirme que pour ce cylindre :
dU \,=\, \delta W \, + \, \delta Q
où :
  • \delta W est le travail élémentaire des forces qui s'exercent sur le cylindre.
  • \delta Q est le transfert thermique élémentaire échangé par le cylindre avec l'extérieur.
  • dU est la variation d'énergie interne du cylindre entre t et t+dt.

Reste à évaluer chacun des termes.


Le travail

C'est le plus facile. Puisque le cylindre est au repos macroscopique, et que les forces de pression ne travaillent pas, le travail élémentaire \delta W est nul.


L'énergie interne

On est dans le cas d'une diffusion dans un matériau quelconque. On est donc en présence d'une phase condensée, que l'on suppose idéale. En notant C sa capacité thermique massique, \rho sa masse volumique, et V son volume, on sait qu'on a : dU \,=\, \rho VCdT.
(dT étant une variation de température.)

Ici la température dépend du temps et de l'espace donc on passe en notation de dérivées partielles. (Ici le problème est uniquement mathématique, pour éviter des problèmes d'homogénéité par la suite).
De plus V \,=\, Sdx.
Ce qui nous donne : dU \,=\, \rho SdxdtC \frac{\partial T}{\partial t}.


Le transfert thermique

En toute logique, le transfert thermique correspond à la différence entre l'énergie qui entre dans le cylindre et celle qui en sort.
Or on sait qu'on obtient la puissance thermique par le flux thermique.
On obtient donc le transfert thermique par la différence entre le flux thermique entrant et le flux thermique sortant.
Le flux thermique est nul à travers la surface latérale du cylindre par le produit scalaire qui le définit. (\iint \vec j \, . \, d \vec S)

Reste le flux à travers les faces circulaires.

Résumons tout ce qu'on vient de dire :

\delta Q \,=\,( \Phi_{e} \,-\, \Phi_{s} )\,dt

Reste à calculer les flux entrant et sortant. C'est là qu'il faut suivre sur le schéma.
On a : \Phi_{e} \,=\, \iint \vec j(x,t) \, . \, d \vec S
Et puisque le flux est uniforme sur une section du cylindre, et qu'on oriente d \vec S dans le même sens que \vec j(x,t), l'intégration donne : \Phi_{e} \,=\, j(x,t)S

On suit exactement le même raisonnement pour le flux sortant :
\Phi_{s} \,=\, \iint \vec j(x+dx,t) \, . \, d \vec S
Ce qui donne \Phi_{s} \,=\, j(x+dx,t)S.

On a donc :
\delta Q \,=\,S( j(x,t) \,-\, j(x+dx,t))\,dt
On passe alors en notation de dérivées partielles :

\delta Q \,=\,-S \frac{\partial j(x,t)}{\partial x}\,dxdt


Equation de la chaleur

Reste à réunir tous les bouts du bilan qu'on a fait :
-S \frac{\partial j(x,t)}{\partial x}\,dxdt \, = \, \rho SdxdtC \frac{\partial T}{\partial t}.

Soit :
- \frac{\partial j(x,t)}{\partial x} \, = \, \rho C \frac{\partial T}{\partial t}.

C'est ici qu'intervient la loi de Fourier :  \vec j \,=\, - \lambda \vec{grad} T, où \lambda est la conductivité thermique du matériau.
Dans le cas unidimensionnel où l'on se trouve, cette loi de Fourier projetée sur l'axe Ox s'écrit :  j(x,t)= -\lambda \frac{ \partial T}{\partial x}

Cela permet de faire disparaître j de l'équation précédente, et d'obtenir l'équation aux dérivées partielles suivante, appelée l'équation de la chaleur, ou équation de diffusion :

 \frac{\partial T}{\partial t} \, = \, \frac{\lambda}{\rho C} \frac{\partial^{2} T}{\partial x^{2}}

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Chimie - Structure éléctronique des molécules ou ions

Préliminaire

En général les atomes s'associent pour former des structure polyatomiques. (ex : H s'associe avec un autre H (H_2) ou avec O (H_20).
Pourquoi s'associent-ils ?
Soit 2 éléments A (E_a) et B (E_b) à l'infini. Alors E_t = E_a +E_b
Si A et B se rapporchent, E_t est modifiée. On note d_m le distance minimum d'énergie pour le système (AB), c'est à dire la distance où ils sont le plus stable. (alors lié par une liaison chimique) Pour une valeur plus petite que d_m, E_t augmente énormément (les électrons et les noyaux se repoussant), pour une valeur plus grande, le système n'est pas stable.

I] Théorie de Lewis (1919)

Les éléments de la colonne 18 (Gaz nobles) ne s'associent pas avec d'autres éléments. Ils sont stables.
  • Les autres éléments s'associent pour former la structure la plus proche possible du gaz noble le plus proche.
Donc, 2 atomes (possédant des électrons célibataires dans leur sous-couche de Valence) s'associent pour tenter d'acquérir la structure du gaz rare le plus proche. (il y a alors liaisons de covalence localisée simple (si les 2 éléments ont des électrons célibataires) ou de coordination (si seul l'un des deux éléments à des électrons célibataires.))

Valence : nombre de liaisons qu'un élément peut former avec d'autres

1) Règle du duet
Valable seulement pour H. Il s'associe pour acquérir la structure de He_2

2) Règle de l'octet
Ligne 2 > Gain d'éléctrons pour tenter d'acquérir la structure de Ne<sub>10</sub>. L'octet est un maximum. (mais n'est pas forcément atteint.
Exemple :
  • NH_3 sans problème
  • Exeptions :
    Pour CH_4 par exemple, il faut envisager une promotion de Valence (un éléctron de 2s^2 passe en 2p afin d'avoir 4 éléctrons de valence célibataires)
    Mais pour BeH<sub>2</sub> par exemple, le nombre d'éléctrons de valence n'atteint pas 8. (ce qui démontre la définition)

3) Règle des 18 éléctrons (ou de Sigdwick)
A partir de la ligne 3 (existence de la sous-couche d) les éléments peuvent s'entour de 8 à 18 éléctrons de valence. De nombreuses promotion de valence sont possibles et nécessaires.

4) Méthode générale permettant d'obtenir des représentations de Lewis d'asso d'atomes
  • On compte le nombre d'éléctrons Ne<sup>-</sup> de valence de l'association. On y soustrait le nombre de charges. (ce qui revient à ajouter si la charge est négative) Le nombre de doublet liant est alors Ne<sup>-</sup>/2 (si Ne<sup>-</sup> est paire) ou (Ne<sup>-</sup>-1)/2 (si Ne<sup>-</sup> est impaire. Il aura alors un éléctron célibataire à rajouter à la fin)
  • L'atome le plus éléctropositif (en bas à gauche du tableau) est au milieu, entouré des autres.
  • On lie les atomes (à partir de celui du milieu) entres eux.
  • On ajoute les doublets nécessaires. Puis les restants à l'élément du milieu. (ainsi que les éléctrons célibataires)
  • On attribue à chaque atome sa charge formelle.

5) Charges formelles et utilisation
L'environnement éléctronique de chaque atome de l'association a été modifié :
  • plus d'éléctrons célibataires : charge formelle négative
  • moins d'électrons célibataires : charge formelle positive
  • même environnement électronique : charge formelle nulle
a) Nombre de charge formelle Cf d'un élément d'une association
Cf=Ne<sup>-</sup>-Na
Où Ne<sup>-</sup> est le nombre d'éléctrons de valence de l'atome à l'état isolé.
Et Na le nombre d'électron de valence de l'atome dans l'association. (paire de liaison = 1, paire d'électrons libres = 2, électron célibataire = 1)

Alors la somme des charges formelles des éléments est notée z.
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Liste des gaz nobles

Liste des gaz nobles :

Il existe 6 gaz nobles. Ces gaz sont assez spéciaux, puisqu'ils sont très stable ce qui en fait un modèle expérimental très utile pour comprendre les lois qui régissent les atomes. Voici la liste de ces 6 gaz rares :
Représentation Nom
He_2 Helium
Ne_{10} Néon
Ar_{18} Argon
Kr_{36} Krypton
Xe_{54} Xénon
Rn_{86} Radon


Moyen mémo-technique d'apprentissage

En apprenant cette petite phrase, les premières lettres des mots importants peuvent servir d'aide-mémoire pour se souvenir de la liste :
HEctor NE sait pas manger d'ARtichaud KRue, X'Est RalaNt !

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Unités SI, conversion des m3 et multiples

I] Unité de base du système international (SI)

[tableau centrer]
Grandeur Unité Symbole longueur mètre m masse kilogramme kg temps seconde s intensité de courant ampère A quantité de matière mole mol température thermodynamique kelvin K intensité lumineuse candela cd [/tableau]

II] Multiples et sous-multiples

[tableau centrer]
Préfixe Symbole Valeur atto a 10^{-18} femto f 10^{-15} pico p 10^{-12} nano n 10^{-9} micro \mu 10^{-6} milli m 10^{-3} centi c 10^{-2} déci d 10^{-1} 1 déca da 10 hecto h 10^2 kilo k 10^3 méga M 10^6 tonne t 10^7 giga G 10^9 téra T 10^{12} péta P 10^{15} exa E 10^{18} [/tableau]

III] Convertions des valeurs au cube

A savoir :
  • 1cm<sup>3</sup> = 1 mL
Par conséquent :
  • 1L = 1000 mL = 1*10<sup>3</sup> mL = 1dm<sup>3</sup>
  • 1m<sup>3</sup> = 10<sup>3</sup> dm<sup>3</sup> = 10<sup>3</sup> L = 1000 L

IV] Remarques

  • Une unité est un nom, elle ne prend donc jamais de majuscule si on l'écrit en toutes lettres.
  • le symbole d'une unité commence par une majuscule seulement si celle-ci dérive d'un nom propre.
  • le symbole ne prend jamais la marque du pluriel.
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Ouverture au monde quantique

I] Avant-propos et rappels

- Le mot quantique se lit couantique.
- Le symbôle X_a^Z est la représentation d'un noyau d'un atome.
X est l'élement
Z le nombre de proton
A le nombre de nucléon (dont Z proton et (A-Z) neutron)
Par conséquent il y a aussi Z éléctrons.

II] Mécanique de Newton

1)Les forces newtoniennes (force proportionnelle à 1/d2)
a. Force d'attraction gravitationnelle (loi de Newton)
F = G \times \frac{m\times m'}{d^2}
Avec G = 6.67*10^{-11} \, SI
Exemple : Force gravitationnelle entre un proton et un éléctron, Fg = 4.1 \times 10{-47} \, N

b. Force éléctrostatique (loi de Coulon)
b]F = k*(|q*q'|/d<sup>2</sup>)[/b]
Avec k = 9*1019 SI
Exemple : Force éléctrostatique entre un proton et un éléctron, Fe = 9.2*10<sup>-8</sup> N

c. Conclusion
Calculons le rapport des 2 exemples.
Fe/Fg = 2*10<sup>39</sup> or en physique on néglige à partir de 100.
Donc seul la foce éléctrostatique est efficace au niveau de l'éléctron. On émet donc l'hypothèse que l'atome suit un modèle planétaire.

2) Modèle planétaire de l'atome
Dans la logique Newtonienne , comme les planètes tournent autour du soleil (à cause de la force gravitationnelle et de sa vitesse) les éléctrons tournent autour du noyau sous l'influence des seules forces éléctrostatiques.

3) Limites de la mécanique Newtonienne
- Toutes les planètes du système solaire sont variés : tous les rayons orbitaux sont possible.
- Par contre tous les atomes d'un même élement on 1 rayon du même ordre de grandeur. Et même plus, tous les atomes ont un rayon du même ordre de grandeur : 100pm (soit pour rappel 100*10<sup>-6</sup> m)

Par conséquent la mécanique de newton ne permet pas de rendre compte de la structure atomique. Il y a donc eut création d'une nouvelle théorie : la mécanique quantique.

III] Quantificateur des échanges d'énergie

Lors de la colision d'une particule (par exemple un éléctron) avec un atome (ou lors de l'intéraction d'un faisseau lumineux avec l'atome) il peut y avoir un échange d'énergie entre la particule et l'atome. Mais cette énergie échangée ne peut prendre que des valeurs bien précises qui sont des valeurs discètes : on dit que l'énergie échangée est quantifiée.

IV] Quantification de l'énergie d'un atome

1) Notion
Puisqu'un atome échange un quanta d'énergie c'est donc que son énergie est quantifié. Il ne peut donc prendre que certaine valeur d'énergie appelé : Niveau d'énergie.
A chaque type d'atome correspond un ensemble unique de niveaux d'énergie.

2) Etat fondamentale et états excités
- Lorsque qu'un atome est dans son état fondamental (c'est à dire « normal » ou stable) ses électrons sont situés dans les couches les plus proches du noyau. Le niveau d'énergie associé est le plus faible.
- S'il y a des perturbations, par exemple par l'interaction entre l'atome et une particule, l'atome échange de l'énergie ce qui se traduit par un changement de couches des électrons. L'atome passe dans un état dit « excité ».
Les niveaux d'énergies plus élevés sont associés aux états excités de l'atome. Ceci est représenté par un diagramme de niveaux d'énergie. (voir ci-dessous)
Image


3) Transitions atomiques
Lorsque l'atome se désexcite, il y a émission d'un rayonnement : le photon.
Un photon est un corpuscule caractérisé par son énergie, sa masse (qui est nulle) et sa vitesse. (celle de la lumière)

V] Spectre de raies

1) Rappels
A chaque type d'atome correspond un spectre d'émission de raies ou bien un spectre d'absorption de raies. (ces deux spectres étant complémentaire) Ceux-ci constituent la « carte d'identité » de l'atome.
A une raie de lumière donnée correspond une couleur donnée, donc une fréquence donnée, soit une longueur d'onde "#955; donnée. "#955; = C.T = C/f (avec C la célérité de la lumière dans le vide, T la période de l'onde et f la fréquence. Sachant que f ne se note pas ainsi pour la lumière.)

2) Relation énergie et lumière
Comme seul certaines longueurs d'ondes sont émises, alors l'atome a une énergie quantifié.
Einstein a émis l'hypothèse en 1905 qu'à une radiation lumineuse monochromatique "#955; = C/f est associé un photo d'énergie E = h.f (où h = 6.62*10<sup>-34</sup> J.s : constante de Planck)
Soit la formule suivante :

"#916;E = |E<sub>f</sub> - E<sub>i</sub>| = h.f<sub>fi</sub> = h.C/ "#955;<sub>fi</sub> (où <sub>f</sub> veut dire final et <sub>i</sub> initial)

VI] Généralités

La quantification n'est pas réservé à l'atome, mais elle se manifeste pour tout système lié au niveau microscopique.
Par exemple :
- Pour les noyaux : émissions gamma "#947; (fréquence faible et énergie de l'ordre du MeV, longueur d'onde petite.)
- Pour les molécules : les raies sont très serré formant des bandes.
[img centrer]document/cahier/spectre_lumiere_energie.png[/img]
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Titrage d'oxydo-réduction

Définition

Titrer une espèce chimique en solution, c'est déterminer sa concentration en mesurant sa quantité de matière contenue dans un volume connue de solution.

Conditions

Pour effectuer cette expérience il faut absolument que la réaction au cours du titrage soit : (ou soit considéré comme)
  • Rapide (instantanée pour l'oeil humain)
  • Totale
  • Unique (c-a-d qu'il doit y avoir une seule réaction chimique en même temps au cours de la réaction.

Expérience

Image
On verse la solution titrante (de concentration C<sub>2</sub> connue ! Et de Volume V<sub>2E</sub> qui augmente connue, grâce aux graduations de la burette.) doucement, doucement dans la solution à titrer. (de concentration C<sub>1</sub> à déterminer et de volume V<sub>1</sub> connu précisément!)
Il faut verser la solution titrante jusqu'à ce qu'il y ait équivalence, c-a-d jusqu'à ce que les 2 réactifs aient totalement réagis. (ou : jusqu'à ce que la quantité de matière des ions réagissant soient nuls ! ou : à l'équivalence il y a changement de réactifs limitant, ou : les réactifs ont été introduit dans les proportions stoechiométrique de l'équation.)
Lorsque l'on verse la solution titrante, il y a souvent une décoloration de cette dernière, ou plutôt, la solution à titrer redevient incolore. Ainsi l'équivalence se produit, juste au moment où elle ne pourra plus être incolore, car les réactifs ont totalement réagis! Pour s'en apercevoir, il faut donc aller "une goutte plus loin" que l'équivalence. A cet goutte, on remarque une légère coloration de la solution à titrer. On sait que nous sommes à l'équivalence.





Actuellement, l'erlenmeyer est plus utilisé pour les titrages... Néanmoins si l'on doit placer par exemple des sondes on prendra un bécher.
Le bout de la burette graduée ne doit pas se trouver dans l'erlenmeyer (ou le bécher) mais juste au niveau de l'ouverture.

Ainsi à l'équivalence :
n<sub>1E</sub>(titrant) = n<sub>2E</sub>(titré) = 0 mol
On peut donc ainsi retrouver la concentration de la solution à titrer.
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TP sur des réactions

Réactions de précipitations

Expérience 1
On verse une solution de nitrate d'argent -incolore- (Ag<sup>+</sup> + No<sub>3</sub><sup>-</sup>) dans une solution d'acide chlorhydrique -incolore- (H<sub>3</sub>O<sup>+</sup> + Cl<sup>-</sup>)
Observation :
On abserve la formation d'un précipité blanc qui noircit à la lumière, caractèristiques des ions chlorures.
Formule de précipitation :
C'est les ions Cl<sup>-</sup> qui réagissent. Ils réagissent donc forcèment avec les ions Ag<sup>+</sup>
Cl<sup>-</sup> + Ag<sup>+</sup> => ClAg

Expérience 2
On verse une solution d'hydroxide de sodium - incolore, appelé aussi Soude!! -(Na<sup>+</sup> + HO<sup>-</sup>) dans une solution de Sulfate de cuivre II -bleuté- (SO<sub>4</sub><sup>2-</sup> + Cu<sup>2+</sup>)
Observation :
On abserve la formation d'un précipité bleu, caractèristiques des ions cuivres II.
Formule de précipitation :
C'est les ions Cu<sup>2+</sup> qui réagissent. Ils réagissent donc forcèment avec les ions HO<sup>-</sup>
Cu<sup>2+</sup> + HO<sup>-</sup> => Cu(HO)<sub>2</sub>

Expérience 3
On verse une solution d'iodure de potassium -incolore- (K<sup>+</sup> + I<sup>-</sup>) dans une solution de Nitrate de Plomb -incolore- (Pb<sup>2+</sup> + 2NO<sub>3</sub><sup>3-</sup>)
Observation :
On abserve la formation d'un précipité bien jaune, caractèristiques des ions plomb.
Formule de précipitation :
C'est les ions Pb<sup>2-</sup> qui réagissent. Ils réagissent donc forcèment avec les ions I<sup>-</sup>
Pb<sup>2+</sup> + I<sup>-</sup> => PbI<sub>2</sub>

Réactions d'oxydo-réduction

Expérience 4
On verse une solution de permenganate de potassium -violette- (K<sup>+</sup> + MnO<sub>4</sub><sup>-</sup>) dans une solution de Sulfate de Fer II -verdâtre- (Fe<sup>2+</sup> + SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>)
Observation :
On abserve une décoloration instantannée du permenganate lorsqu'il touche le Sulfate de Fer II.
Formule d'oxydo-réduction :
MnO<sub>4</sub><sup>-</sup> (aq) + 8H<sup>+</sup> (aq) + 5e<sup>-</sup> = Mn<sup>2+</sup> (aq) + 4h<sub>2</sub>O (l) Couple : MnO<sub>4</sub><sup>-</sup>(aq)/Mn<sup>2+</sup>(aq)
Fe<sup>2+</sup> (aq) = Fe<sup>3+</sup> (aq) + e<sup>-</sup> Couple : Fe<sup>3+</sup>(aq)/Fe<sup>2+</sup>(aq)
-------------------------------------
MnO<sub>4</sub><sup>-</sup> (aq) + 8H<sup>+</sup> (aq) + 5 Fe<sup>2+</sup> (aq) => Mn<sup>2+</sup> (aq) + 4H<sub>2</sub>O (l) + 5Fe<sup>3+</sup> (aq)

Expérience 5
On verse une solution de permenganate de potassium -violette- (K<sup>+</sup> + MnO<sub>4</sub><sup>-</sup>) dans une solution d'acide oxalique acidifé (par de l'acide Sulfurique) -incolore- (H<sub>2</sub>C<sub>2</sub>O<sub>4</sub>)
Observation :
On abserve très très lentement un changement de teinte du permenganate, d'abord violet, puis marron, jaune jusqu'à devenir complètement incolore !
Formule d'oxydo-réduction :
2.[MnO<sub>4</sub><sup>-</sup> (aq) + 8H<sup>+</sup> (aq) + 5e<sup>-</sup> = Mn<sup>2+</sup> (aq) + 4h<sub>2</sub>O (l)] Couple : MnO<sub>4</sub><sup>-</sup>(aq)/Mn<sup>2+</sup>(aq)
5.[H<sub>2</sub>C<sub>2</sub>O<sub>4</sub> (aq) = 2CO<sub>2</sub> (g) + 2H<sup>+</sup> (aq) + 2e<sup>-</sup>] Couple : CO<sub>2</sub>(g)/H<sub>2</sub>C<sub>2</sub>O<sub>4</sub>(aq)
-------------------------------------
2MnO<sub>4</sub><sup>-</sup> (aq) + 6H<sup>+</sup> (aq) + 5H<sub>2</sub>C<sub>2</sub>O<sub>4</sub> (aq) => 2Mn<sup>2+</sup> (aq) + 8H<sub>2</sub>O (l) + 10CO<sub>2</sub> (g)

Expérience 6
On verse une solution d'iodure de potassium -incolore- (K<sup>+</sup> + I<sup>-</sup>) dans une solution d'eau oxygéné acidifé (par de l'acide Sulfurique) -incolore- (H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>)
Observation :
On abserve lentement un changement de teinte dû aux ions I<sup>-</sup> qui deviennent du diode (I<sub>2</sub>) ça jaunit, ça fonce, jusqu'à devenir marron.
Formule d'oxydo-réduction :
H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> (aq) + 2H<sup>+</sup> + 2e<sup>-</sup> = 2H<sub>2</sub>O (l) Couple : H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>(aq)/H<sub>2</sub>O(l)
2I<sup>-</sup> (aq) = I<sub>2</sub> (aq) + 2e<sup>-</sup> Couple : I<sub>2</sub>(aq)/I<sup>-</sup>(aq)
-------------------------------------
2I<sup>-</sup> (aq) + H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> (aq) + 2H<sup>+</sup> => I<sub>2</sub> (aq) + 2H<sub>2</sub>O (l)


Peut-on accélérer une réaction lente ?

Expérience 7
On verse 10 mL d'une solution d'acide chlorhydrique -incolore- (H<sub>3</sub>O<sup>+</sup> + Cl<sup>-</sup>) dans deux solutions de 20mL de thiosulfate de sodium -incolore- (Na<sup>+</sup> + S<sub>2</sub>O<sub>3</sub><sup>2-</sup>) l'une à 0.1 mol.L<sup>-1</sup> et l'autre à 0.05 mol.l<sup>-1</sup>
Observation :
L'une des solutions des solutions est donc plus concentrés, le reste est identique pour les deux solutions. On observe que les deux solutions s'opacifient petit à petit à petit dû au souffre, mais la solution a plus forte concentration de thiosulfate de sodium s'opacifie plus vite !
(ici, l'ion thiosulfate s'est dismuté, c'est à dire qu'il a réagit avec lui-même afin d former du Souffre (S) )
Formule d'oxydo-réduction :
S<sub>2</sub>O<sub>3</sub><sup>2-</sup> (aq) + H<sub>2</sub>O (l) = 2SO<sub>2</sub> (aq) + 2H<sup>+</sup> (aq) + 4e<sup>-</sup> Couple : SO<sub>2</sub>(aq)/S<sub>2</sub>O<sub>3</sub><sup>2-</sup>(aq)
S<sub>2</sub>O<sub>3</sub><sup>2-</sup> (aq) + 6H<sup>+</sup> (aq) + 4e<sup>-</sup> = 2S (aq) + 3H<sub>2</sub>O (l) Couple : S<sub>2</sub>O<sub>3</sub><sup>2-</sup>(aq)/S(aq)
-------------------------------------
2S<sub>2</sub>O<sub>3</sub><sup>2-</sup> (aq) + 4H<sup>+</sup> (aq) => 2SO<sub>2</sub> (aq) + 2S (aq) + 2H<sub>2</sub>O (l)
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