Physique et Chimie au lycée Jan Neruda de Prague
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6CD2010 TP méthode colorimétrique 2/3

mardi 28 septembre 2010 par Luc Tartier

Pendant le TP les élèves réalisent leur échelle de teinte puis mélangent dans un tube à essai identique 10mL de la solution acidifiée d’eau oxygénée à 10 mol.L-1 avec 10 mL de solution d’iodure de potassium à 0,20 mol.L-1 .
 
 
Chacun utilisera ses résultats, à comparer avec ceux du livre utilisés ici : 
t (s) 0 20 36 54 84 130 212 276 535 960
[I2] (10-3 mol.L-1) 0,00 0,20 0,35 0,50 0,75 1,0 1,5 2,0 3,0 4,0
 
Pour répondre aux questions le jour du TP, il faut déterminer graphiquement les pentes de la courbe obtenue...
ATTENTION : Ici le tableur Excel est trop limité : il ne propose pas de courbe de tendance exponentielle (1-exp(x)). Il ne faut pas comme ci-dessous utiliser une autre forme (ici polynomiale) car on a l’impression que le maximum est atteint alors qu’en traçant à la main ou avec un tableur scientifique comme Regressi on détermine une asymptote à 4,8 mmol/L loin des 4 qui sont en fait la dernière valeur mesurée...
 
Calcul numérique de la dérivées :
 
 
t (s) 0 20 36 54 84 130 212 276 535 960
[I2] (10-3 mol.L-1) 0,00 0,20 0,35 0,50 0,75 1,0 1,5 2,0 3,0 4,0
d[I2]/dt (10-3 mol.L-1.s-1)   3,89 3,53 3,33 2,63 2,34 2,74 1,86 1,17  
 
Encore une fois, c’est la déception avec Excel : Les données semblent être trop peu nombreuses, et malgré une courbe de tendance exponentielle, on constate que la dérivée est trop peu précise. Utilisons un logiciel spécialisé : Regressi (version junior)
 
Le modèle proposé est [I2] = 4,8.(1-exp(-t/530).10-3 . En le replaçant dans le tableur, les points proposés collent aux points de mesure, en particulier au dernier point...
On a donc par définition [I2temps infini] = 4,8.10-3 mol/L et le temps de demi-réaction vaut 530xln(2) = 367s = 6 min 7s.
 
Après le passage du 1ier groupe, j’ajoute le fichier "apparition du diiode.xls" (voir onglet Groupe 1)
Remarques :
  • Après avoir préparé et essayé les solutions j’ai constaté que la quantité de peroxyde d’hydrogène était insuffisante (il y a un excès d’ions iodure et la solution ne se colore pas assez). A la dernière minute, j’ai "dopé" la solution avec 10 ml d’eau oxygénée à moins de 3% (car restée au chaud pendant l’été). Le résultat est que la réaction s’est passée plus vite...
  • Le tableur spécialisé Regressi Junior ne m’avait pas complètement satisfait : j’ai donc modélisé directement la courbe dans le tableur Excel avec la formule y = A(1-e-t/tau)
  •  En déplaçant les curseurs, on peut ajuster les valeurs de A et de tau. Les valeurs proposées par le Regressi Junior donne un écart supérieur mais surtout passe par le dernier point. Les valeurs que j’ai choisies donnent l’écart moyen le plus proche de 0 et passent donc bien au milieu de tous les points.
 

Documents joints


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