Etude cinétique par conductimétrie - publié le 26/07/2008

Résumé du document

Notre objectif sera de déterminer expérimentalement la cinétique de la réaction chimique : CH3COOC2H5 + OH- → C2H5OH + CH3COO- , réaction mettant en jeu des ions, nous suivrons son évolution par conductimétrie. Dans un premier temps, nous déterminerons la conductivité totale de la solution κ, qui nous permettra de calculer l'avancement de la réaction α. Puis, nous en déduirons la constante de vitesse de la réaction k qui nous mènera tout droit à l'énergie d'activation Ea de la réaction. Nous supposerons que l'ordre global de la réaction est de 2, les ordres partiels valent 1.

Extraits

[...] On obtiendra une droite passant par l'origine. Energie d'activation de la réaction En général, l'augmentation de la température accélère la vitesse d'une réaction chimique. Cet effet se manifeste par une variation avec la température de la constante de vitesse k qui suit l'équation d'Arrhenius : k = A ln k = ln A Ea/RT. R et T symbolisent respectivement la constante de Rydberg et la température. Ea est l'énergie d'activation et le terme A représente la constante de vitesse maximale qui caractériserait la réaction si l'énergie de collision de chaque molécule était suffisante pour vaincre la barrière d'activation ; aux températures très élevées, Ea/RT est petit, e-Ea/RT avoisine 1 et k est quasi égal à 1. [...]

[...] L'étude théorique préalable nous à conduit à choisir les concentrations initiales égales à 0.1 M. Mis à part les valeurs aberrantes de (il s'agit peut-être d'un problème lié à l'acétate de sodium qui pourrait s'être déshydraté) et une température qui serait à refaire (erreur peut-être due à une bulle d'air dans la seringue), les manipulations se sont bien déroulées. Les résultats expérimentaux s'accordent avec nos hypothèses de départ et la théorie qui en découle. Nous avons ainsi pu déterminer différentes constantes de vitesse de la réaction et en déduire une valeur de son énergie d'activation. [...]

[...] Cependant nous notons à nouveau un problème de résultat car en toute logique à T=29,1°C , k expérimental devrait être inférieur à celui trouvé à T=34,2. Détermination de l'énergie d'activation de la réaction : Avec les résultats précédents, nous traçons ln k en fonction de 1/T en et calculons la droite de tendance. En théorie la pente de cette droite est où R est la constante des gaz parfait 8.314 J/mol/K). Nous en déduisons une valeur expérimentale de l'énergie d'activation de la réaction Ea (voir en annexe) : Ea= 218.2 kJ/mol Ea= 218.2 kJ/mol soit 52.12 kcal/mol. [...]

[...] Notre objectif n'est pas atteint en terme de résultats, avec des valeurs correctes, mais il est atteint en terme de démarche. BIBLIOGRAPHIE - Introduction à la Cinétique Chimique Ed. Dunod Sam Logan - Les concepts de la Chimie Physique Ed. Dunod Peter W. [...]

[...] Qu'est-ce que la conductivité ? La conductivité κ d'une solution électrolytique est une mesure de la capacité de ses ions à transporter un courant électrique. Elle est définie selon la loi de Kohlraush : κ = λi Ci . i Calcul des conductivités à t = 0 à l'instant t (κt) et à t = At=0 κ0 = λOH- + λNa+ = λOH- C0+ λNa+ C0 = C0 (λOH- + λNa+) λOH- = κ0 C0 - λNa+ = λCH3COO- [CH3COO-] + λNa+ = λCH3CCO- C0+ λNa+ C0 = C0 (λCH3COO- + λNa+) λCH3COO- = C0 - λNa+ A l'instant t κ t = λOH- + λCH3COO- [CH3COO-] + λNa+ κ t = C0 (λOH- + λNa+) + α C0 (λCH3COO λOH-) κ t = κ0 + α C0 [ C0 - λNa+ - C0 + λNa+] = κ0 + α - κ0) κt κ0 κ0 Ainsi, il sera facile de calculer l'avancement de la réaction en prenant les valeurs de conductivité trouvées par conductimétrie. [...]