Jeux et chimie : le liquide magique, enseignement de spécialité, classe de première générale. En poursuivant votre navigation sur ce site, vous acceptez l’utilisation de Cookies vous proposant des publicités adaptées à vos centres d’intérêts. . . . .. ..... L'enfant utilise le coffret jeux d’initiation à la chimie pour réaliser une expérience intitulée « le liquide magique ». L ’expérience est à faire en présence d’un adulte. Le livret fourni dans la boite indique la démarche à suivre : - mets les gants et les lunettes qui sont fournis - dans l’erlenmeyer, verse 150 mL de la solution nommée S - dissous y 5 g de glucose - ajoute 1 g de bleu de méthylène. La solution devient bleue puis progressivement devient incolore - bouche et agite vigoureusement : la solution devient immédiatement bleue puis après agitation se décolore à nouveau progressivement - agite une nouvelle fois : la solution devient encore bleue puis se décolore progressivement. On obtient ainsi deux couleurs de solutions. L'objectif de cette partie est d'expliquer l’évolution de la couleur de la solution. Données. - formule brute du glucose : C6H12O6 ; - masse molaire du glucose : M = 180 g.mol-1 ; - forme oxydée du bleu de méthylène, notée BM +(aq), seule espèce colorée en solution - forme réduite du bleu de méthylène notée BMH(aq) ; - couples oxydant réducteurs mis en jeu  BM +(aq) / BMH(aq)  O2 (aq) / H2O(l)  C6H12 O7 (aq) / C6H12O6 (aq) - volume molaire des gaz dans les conditions de l’expérience Vm= 24,0 L.mol-1. - la composition de l’air est considérée comme connue du candidat. C. Étude qualitative. C.1 . Lorsque l’on agite l’erlenmeyer , une partie du dioxygène de l’air se dissout dans la solution puis réagit en oxydant la forme réduite du bleu de méthylène. La transformation chimique observée lors de l’agitation peut être modélisée par la réaction (1) dont l’équation est écrite ci après : 2 BMH(aq) + O2 (aq) + 2H+(aq) --->2 H2O(l) + 2 BM+(aq). Définir une oxydation. Lors d'une oxydation, le réducteur cède un ou plusieurs électrons. C.2. Il se produit ensuite une deuxième réaction d'oxydoréduction entre le glucose et le bleu de méthylène sous forme BM+(aq) (réaction 2). C.2.1. La demi équation électronique du couple C6H12 O7 (aq) / C6H12O6 (aq), s’écrit C6H12 O7 (aq) + 2 H+(aq) + 2 e- = C6H12O6 (aq) + H2O(l) Justifier que le glucose est le réducteur de ce couple. Le glucose gagne 2 électrons : c'est le réducteur de ce couple. C.2.2. Écrire la demi équation électronique du couple BM +(aq) / BMH(aq). BM+(aq) + 2e- + H+ (aq) = BMH(aq). C.3 . En déduire l’équation de la réaction 2 modélisant la réduction de la forme oxydée du bleu de méthylène par le glucose. C6H12O6 (aq) + H2O(l) =C6H12 O7 (aq) + 2 H+(aq) + 2 e- . BM+(aq) + 2e- + H+ (aq) = BMH(aq). Ajouter : C6H12O6 (aq) + H2O(l) +BM+(aq) + 2e- + H+ (aq) =C6H12 O7 (aq) + 2 H+(aq) + 2 e- + BMH(aq). Simplifier : C6H12O6 (aq) + H2O(l) +BM+(aq)  -->C6H12 O7 (aq) +  H+(aq)  + BMH(aq). C.3..3 . À l’aide des modélisations effectuées , expliquer les variations de couleur observées lors de l’expérience avec le « liquide magique ». Lors de l'agitation le dioxygène de l'air oxyde le bleu de méthylène BMH(aq) en BM+(aq) seule espèce colorée. Cette espèce est ensuite réduite par le glucose en BMH (aq), espèce incolore. .. ... . . B. Étude quantitative. On considère que compte tenu des volumes utilisés , une fois bouché hermétiquement l’erlenmeyer contient un volume d’air Vair =0,240 L. Le bleu de méthylène introduit réagit dans la réaction (1), puis est régénéré dan s la réaction (2). D.1. Calculer les quantités de matière n i O 2 de dioxygène et n i C 6 H 12 O 6 de glucose contenues initialement dans l'erlenmeyer. Vdioxygène = Vair / 5 =0,048 L. n i O 2  =Vdioxygène / Vm =0,048 / 24,0 = 2,0 10-3 mol = 2 mmol. n i C 6 H 12 O 6 = m / M(glucose) =5 / 180 ~0,028 mol = 28 mmol. D.2 Sans rouvrir l’erlenmeyer, l’enfant réalise dans la journée plusieurs séries d'agitations successives . Au bout de quelques heures, l’expérience « le liquide magique » ne fonctionne plus, car la couleur bleue n’apparaît plus. Justifier que c’est parce que tout le dioxygène disponible a disparu. On attend un raisonnement s’appuyant sur un bilan de matière. C6H12O6 (aq) + H2O(l) +BM+(aq)  -->C6H12 O7 (aq) +  H+(aq)  + BMH(aq). Une mole de glucose réagit avec une mole de BM+(aq).  BMH(aq) + ½O2 (aq) + H+(aq) ---> H2O(l) +  BM+(aq). Une mole de BMH (aq) réagit avec 0,5 mole de dioxygène. Ajouter ces deux réactions et simplifier : C6H12O6 (aq) + ½O2 (aq) --> C6H12 O7 (aq). Bilan : une millimole de glucose consomme 0,5 millimole de dioxygène. Or le glucose est en large excès par rapport au dioxygène. Ce dernier constitue le réactif limitant. avancement (mmol) C6H12O6 (aq) + ½O2 (aq) --> C6H12 O7 (aq). état initial 0 28 2 0 en cours x 28-x 2-0,5 x x état final 4 24 0 4 . . . .   .

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