Étude cinétique de la dismutation du peroxyde d'hydrogène Polynésie, septembre 1996 (5 points)

1.a) Calculer la vitesse instantanée de disparition du peroxyde d'hydrogène à

la date t₂ = 10 min.

b) Le temps de demi-réaction déterminé expérimentalement est

t₂ = 10 min. Justifier cette valeur.

Calculer à cette date le volume de dioxygène dégagé.

2.Le catalyseur est une solution de chlorure de fer (III).

a)      Laction des ions Fe³+ sur le peroxyde d'hydrogène et rapide. Écrire

l'équation-bilan de la réaction.

On donne r(Fe³+/Fe²+) = 0,77 V.

b)     Les ions Fe^l' formés réagissent rapidement sur le peroxyde d'hydrogène. Écrire l'équation de la réaction.

c)      Retrouver, en utilisant les deux équations précédentes, l'équation de dis‑

mutation de l'eau oxygénée.

L'eau oxygénée est une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène qui se

décompose suivant l'équation-bilan :

2H₂0₂ -p 0₂ + 2H₂0

On se propose d'étudier, à température constante, la cinétique de cette réac­tion. On admettra que la décomposition se fait sans changement de volume de la solution et que le volume molaire gazeux, dans les conditions de l'expé­rience, est V_in = 24 L • mol^-1.

On ajoute à un volume V = 100 mL d'eau oxygénée quelques gouttes d'un catalyseur. À différentes dates t, on effectue des prélèvements du mélange. On dose le peroxyde d'hydrogène restant à l'aide d'une solution acidifiée de per­manganate de potassium.

On construit le tableau suivant et la représentation graphique ci-jointe