Classe de 1ère S Physique

Classe de 1ère S
Physique-Chimie
Thème abordé : Réaction chimique et Loi De Beer-Lambert
Pré-requis :
 Notion de quantités de matière
 Notion de concentrations
 Equilibrage d’une équation bilan
Rappel leçon : Réaction chimique (réactif limitant, stœchiométrie, notion d’avancement)
Exercice 1 :
Pour éviter l'oxydation du vin, les viticulteurs ajoutent du dioxyde de soufre (SO2) au moût de raisin ou au vin. La
teneur en dioxyde de soufre est limitée, par la loi, à 210 mg.L-1. Le protocole officiel du dosage du dioxyde de
soufre dans le vin impose l'utilisation d'une solution titrante de diiode (I 2 (aq)), de concentration C1 = 7,80.10-3
mol. L-1.
On prélève un volume V2 = 25,0 mL de vin blanc, auquel on ajoute de l'acide sulfurique et quelques gouttes
d'empois d'amidon. On dose cette solution par la solution de diiode. Le volume équivalent mesuré vaut V 1 eq = 6,3
mL.
1.Équilibrer l'équation-bilan de la réaction du dosage :
I2 (aq) + SO2 + H 2 0(liq) = SO42- (aq) + H + + I 2. Comment repère-t-on l'équivalence ? à quoi correspond-elle ?
3. Dresser le tableau d'avancement de la réaction.
4. En déduire la concentration massique C2 (en g.L-1) en dioxyde de soufre. Cette concentration est-elle en
accord avec la loi ?
Donnée : masse molaire de SO2 : M(S0 2 ) = 64 g.mol-1
Exercice 2 :
On introduit 0,40 mol de zinc Zn(s) dans une solution d'acide chlorhydrique H +(aq) + CI - (aq), contenant
0,15 mol d'ions hydrogène H +(aq) et 0,15 mol d'ions chlorure CI - (aq). Le métal zinc réagit avec l'acide
chlorhydrique en donnant du gaz dihydrogène H 2(g) et des ions zinc Zn 2+(aq).
1.Écrire l'équation de la réaction et réaliser un tableau d'avancement
2. Déterminer le réactif limitant
3. Donner la composition du système à l'état final.
Exercice 3
Un mélange de poudre de soufre S(s) et de poudre d’aluminium Al(s) réagit à chaud, en donnant du sulfure
d’aluminium Al2S3(s).
Quelle masse d’aluminium convient-il de mélanger à 5,6g de poudre de soufre afin d’obtenir un mélange dans
les proportions stœchiométriques ?
Rappel leçon : Dosage de solutions colorées par étalonnage
Exercice 4
1. Pour une solution diluée, située dans une cuve de longueur l et contenant une seule espèce absorbant la
lumière, l'absorbance A est :
A. proportionnelle à la température ;
B. inversement proportionnelle à l;
C. proportionnelle à la concentration de l'espèce absorbant la lumière
D. proportionnelle à la longueur d'onde λ de la lumière absorbée.
CHANNEL PROGRESS – soutien scolaire et préparation aux contrôles
Toute reproduction, même partielle, sans autorisation, est strictement interdite .
2. Une solution colorée est introduite dans un spectrophotomètre. « Faire le blanc » signifie :
A. mesurer l'absorbance d'une solution dépourvue d'espèce colorée
B. envoyer de la lumière blanche sur une substance colorée ;
C. diluer la solution pour faire cesser toute réaction chimique.
Exercice 5 :
La couleur violette d’une solution de permanganate de potassium est due à l’absorption de la lumière par les ions
permanganate MnO4- . Le spectre d’absorption d’une solution diluée de permanganate de potassium est donné
ci-après :
1. A partir du spectre d’absorption, justifier la couleur de la solution de
permanganate de potassium.
2. Après réglage du spectrophotomètre sur une certaine longueur d’onde, on
mesure l’absorbance A de solutions de permanganate de potassium en
fonction de leur concentration.
Solutions
S1
S2
S3
S4
S5
Ci(mol.L-1)x10-3
1,0
7,5x10-1
5,0x10-1
2,5x10-1
1,0x10-1
Ai
1,85
1,41
0,94
0,52
0,21
2a. Sur quelle longueur d’onde devons-nous régler le spectrophotomètre ?
2b. Tracer la représentation graphique A=f(C)
2c. Quelle est l’allure du graphe et pourquoi ?
2d. A l’aide du graphique déterminer la constante k de la loi de Beer-Lambert
S6
2,5x10-2
0,05
3. Dans les mêmes conditions, on mesure l’absorbance d’une solution S inc de permanganate de potassium :
Ainc = 1,67. Déterminer la concentration de cette solution.
Exercice 6 :
1. Rappeler la loi de Beer-Lambert en précisant les unités.
2. On introduit une cuve de longueur l = 1,0 cm dans un spectrophotomètre contenant une solution de
permanganate de potassium à la concentration 2,2.10 -4 mol. L – '. À la longueur d'onde 540 nm, on
mesure A = 0,40.
Une autre solution de permanganate de potassium est introduite dans l'appareil. Dans les mêmes
conditions expérimentales, son absorbance vaut A' = 0,9. Évaluer la concentration C' de cette deuxième
solution.
Exercice (s) de synthèse Exercice 7
Une solution S de sulfate de cuivre de concentration C=4,5.10 -3, est placée dans une cuve de longueur
l=1,0cm d’un spectrophotomètre. On relève la valeur de l ’absorbance A de S pour diverses longueurs
d’onde λ :
λ(nm)
600
650
700
750
800
A
0,10
0,30
0,60
1
0,9
1. Tracer le spectre d'absorption de la solution S pour a. compris entre 600 nm et 800 nm.
En déduire la couleur de la solution S.
2. On utilise les mêmes cristaux de sulfate de cuivre pour réaliser des solutions de concentration C, que l'on
CHANNEL PROGRESS – soutien scolaire et préparation aux contrôles
Toute reproduction, même partielle, sans autorisation, est strictement interdite .
introduit dans le même spectrophotomètre (cuve de longueur l = 1,0 cm). Pour chaque valeur de C, le blanc
constitué d'une solution d'acide sulfurique de même concentration C. On relève alors les valeurs suivantes de
l'absorbance, pour une longueur d’onde λ.
C (en mol.L -1 )
A
2.10 -3
0,22
4.10-3
0,46
6.10 -3
0,71
8.10 -3
0,91
10 -2
1,13
1. Représenter graphiquement la courbe d'étalonnage A =f(C)
2. En déduire la valeur du coefficient d'extinction molaire .
3. Calculer la longueur d'onde à laquelle été réalisée cette expérience
4. Dans les mêmes conditions expérimentales, une solution de sulfate de cuivre présente une
absorbance A’=0,32. Que vaut sa concentration ?
CHANNEL PROGRESS – soutien scolaire et préparation aux contrôles
Toute reproduction, même partielle, sans autorisation, est strictement interdite .