En effet, lorsque la grenaille est ancienne, elle peut se recouvrir d’une couche de carbonate de zinc qui empêche fortement le contact entre les réactifs : la vitesse de la
réaction est faible (courbe ➀).
2.1. Le coefficient directeur de la tangente à la courbe ➂ en chacun de ses points diminue lorsque t augmente : en d’autres termes, la vitesse volumique instantanée de formation de l’ion Zn
2+ diminue au fur et à mesure que l’avancement ξ de la réaction
augmente.
2.2. La quantité de matière initiale de zinc est : n Zn =
m
M Zn
= 1,53 × 10
−2 mol et la
quantité initiale des ions H 3 O
+ est : n H 3 O + = C × V = 5,0 × 10
−2 mol. Les ions
H 3 O
+ sont en excès. L’avancement maximal est ξ max = 1,53 × 10
−2 mol.
144 C h i m i e g é n é r a l e e n 3 0 f i c h e s
Zn (s)
+
2 H 3 O +
(aq)
−→ Zn 2+
(aq)
+ H 2(g) +
2 H 2 O
quantités initiales
1,53 × 10 –2
5,0 × 10 –2
0
0
e x c ès
(mol)
quantités à t
1,53 × 10 –2 – ξ 5,0 × 10 –2 – 2ξ
ξ
ξ
excès
en fonction de ξ
quantités
0
1,94 × 10 –2
1,53 × 10 –2
ξ max
excès
finales (mol)
La concentration finale en ions Zn
2+ est : [Zn
2+ ] =
(n Zn 2+ ) f
V
= 1,53 × 10
−1 mol · L
−1 .
D é c o m p o s i t i o n d e l ’ e a u o x y g é n é e
En solution aqueuse, en présence d’un catalyseur, le peroxyde d’hydrogène H 2 O 2 (ou
eau oxygénée) se décompose pour donner de l’eau et du dioxygène selon la réaction
H 2 O 2(l) −→ H 2 O (l) +
1
2
O 2(g) .
À l’instant t = 0 , on introduit dans un récipient maintenu à température constante
une solution aqueuse de peroxyde d’hydrogène de concentration
C 0 = 1,0 × 10
−1 mol · L
−1 . Le volume réactionnel est constant.
Les concentrations de l’eau oxygénée à différents temps sont rassemblés dans le
tableau ci-dessous :
t (min)
50
100
150
200
250
300
[H 2 O 2 ](mmol . L –1 )
68
46
32
22
15
10
Représentez la courbe [H 2 O 2 ] = f(t) et calculez la vitesse de disparition de l’eau
oxygénée à t = 0 . Que peut-on dire de la vitesse de disparition au cours de l’avancement de la réaction ?