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Fév 17 2008

[labo] Décomposition du thiosulfate de sodium

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print.gifLa cinétique chimique est un chapitre assez peu développé dans le secondaire pour des raisons de temps d’abord et pour des raisons mathématiques (ordre de réaction) et conceptuelles ensuite. Cette manipulation peut servir de point d’entrée dans une approche cinétique de la réaction (le facteur temps, expression de la vitesse, relation de vitesse et ordre de réaction)

La décomposition du thiosulfate en milieu acide donne des ions sulfites (éventuellement un dégagement de SO2) et du soufre colloïdal qui précipite. Le processus expérimental va permettre de mesurer le temps (et donc d’évaluer la vitesse) mis pour obtenir la même quantité de soufre colloïdal à partir de conditions initiales différentes (concentration en thiosulfate variable pour une même concentration en acide chlorhydrique).

On va supposer que, toutes choses étant égales, le temps mis pour qu’une croix tracée sous le bécher, site de la réaction, disparaisse cachée par le précipité de soufre correspond à la formation d’une même quantité de soufre.


cinetic-s2o3.jpg



Mode opératoire

  • Préparer un chronomètre, un papier filtre sur lequel a été tracé une croix ;
  • Préparer
    › 250mL d’une solution de thiosulfate de sodium Na2S2O3 0,2 mol L-1 ;
    › 100mL d’une solution de HCl 6 mol L-1 ;
  • Introduire dans un bécher 25 mL de la solution de thiosulfate et 0 mL d’eau ;
  • Poser le bécher sur le papier filtre ;
  • Ajouter 5 mL de la solution d’acide chlorhydrique et déclencher le chrono lorsque l’acide arrive en contact avec la solution de thiosulfate ;
  • Agiter délicatement et régulièrement (mouvement tournant) jusqu’à ce que la croix ne soit plus visible. Arrêter le chrono et relever le temps.





thiosulfate.gif

Cette expérience sera effectuée 5 fois avec les variantes suivantes (il est impératif de respecter à chaque fois la même procédure : déclenchement du chrono, agitation, …)

Vol Na2S2O3 aq 0,2 mol L-1

Vol H2O

Vol HCl 6 mol L-1

Vol total

1 25 mL 0 mL 5 mL 30 mL
2 20 mL 5 mL 5 mL 30 mL
3 15 mL 10 mL 5 mL 30 mL
4 10 mL 15 mL 5 mL 30 mL
5 5 mL 20 mL 5 mL 30 mL


Traitement des résultats


  • Ecrire et pondérer la réaction d’oxydo-réduction ;
  • Ecrire la relation de vitesse pour cette réaction ;
  • Sur un graphique porter 1/Δt en ordonnée et [S2O32-] en abscisse ;
  • Déterminer l’ordre de la réaction par rapport à S2O32- . En supposant que la disparition de la croix correspond, pour chaque expérience, à la même quantité de soufre formée (et donc à la même quantité de thiosulfate disparue), on peut admettre que Δ[S2O32-] est une constante, le graphique 1/Δt= fct ([S2O32-] ) devrait nous permettre de déterminer l’ordre de la réaction par rapport à S2O32- (pour rappel : [HCl] est la même pour chaque réaction donc [HCl]=cste).


Quelques liens


Cette manipulation s’inspire de diverses sources. Les liens suivants peuvent être intéressants.

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