Aurélie 02/10/12
 

 

   Oxydation du propan-2-ol en propanone par l'ion hydrogénochromate.

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On donne les couples oxydant réducteur : C3H6O / C3H8O et HCrO4- / Cr3+.
Ecrire les demi-équations électroniques puis l'équation de la réaction.
Oxydation : 
3 fois { C3H8O = C3H6O + 2H+ +2e- }
Réduction :
2 fois { HCrO4- +3e- + 7H+ = Cr3++4H2O }
Ajouter :
3C3H8O +2HCrO4- +6e- + 14H+= 3C3H6O + 6H+ +6e- +2Cr3++8H2O.
Simplifier :
3C3H8O +2HCrO4- + 8H+= 3C3H6O +2Cr3++8H2O.
Expérience 1 : température T et volume V du milieu réactionnel sont constants ; concentrations initiales :
alcool C1 0 = 0,080 mol/L ; hydrogénochromate C0 2 = 1,08 10-3 mol/L.
On mesure la concentration de l'ion hydrogénochromate C2 au cours du temps :

t(min)
0
10
20
30
40
50
60
80
C2 (mmol/L)
1,08
0,851
0,671
0,529
0,417 0,329 0,259 0,161
Xvol ( mmol/L)
½(C0 2 - C2 )
0
0,115
0,205
0,276
0,332
0,376
0,411
0,460

Etablir le tableau d'avancement et en déduire le réactif limitant.

avancement (mol)
3C3H8O +2HCrO4- + 8H+ = 3C3H6O +2Cr3+ +8H2O
début
0
C1 0 V C0 2 V
excès
0
0

solvant
en cours
x
C1 0 V-3x C0 2 V-2x 3x
2x
fin
xf
C1 0 V-3xf C0 2 V-2xf 3xf
2xf


Si C3H8O est en défaut :  C1 0 V-3xf =0 ; xf =C1 0 V/3 = 0,027 V mol.
Si
HCrO4- est en défaut : C2 0 V-2xf =0 ; xf =C2 0 V/2 = 5,4 10-4 V mol.
On retient la plus petite valeur :
HCrO4- est le réactif limitant.
On appelle avancement volumique le rapport x/V = Xvol.
Etablir la relation entre Xvol, C2 0 et C2.
C2 =(
C0 2 V-2x) / V = C0 2 -2x/V = C0 2 -2Xvol.
Compléter le tableau ci-dessus en calculant Xvol aux différentes dates et tracer la courbe Xvol = f(t).
Xvol = ½(C0 2 - C2 ).

Définir le temps de demi-réaction t½ et déterminer sa valeur.
Le temps de demi-réaction est la durée au bout de laquelle l'avancement est égal à la moitié de l'avancement final.
Xvol f =C2 0 /2 = 5,4 10-4  mol = 0,54 mmol.




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Expérience 2 : température T et volume V du milieu réactionnel sont constants ; concentrations initiales :
alcool C1 0 = 15 mmol/L ; hydrogénochromate C0 2 = 10 mmol/L.
On mesure la concentration de l'ion chrome (III) au cours du temps :

Quel est le réactif limitant ? Quelles seront les concentrations finales des réactifs ?
Si C3H8O est en défaut :  C1 0 V-3xf =0 ; xf =C1 0 V/3 = 5,0 V mmol.
Si
HCrO4- est en défaut : C2 0 V-2xf =0 ; xf =C2 0 V/2 = 5,0 mmol.
Les réactifs sont en proportions stoechiométriques. les réactifs sont entièrement consommés; leurs concentrations finales sont nulles.
Quelle est la durée approximative de la seconde expérience ?
Le graphe conduit à environ 500 min.










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