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.