Cinétique chimique avec un spectrophotomètre assisté d'un ordinateur
Denis Gauthier
Lycée Bernard Palissy 47000 Agen
Le spectrophotomètre utilisé est le SECOMAM S 250 de la dotation de l'académie Bordeaux pour les précédents programmes. Il est relié à un port série d'un ordinateur muni du logiciel d'acquisition SYNCHRONIE et de son extension SYNCHROCHIM.
Quatre études expérimentales sont présentées ici, utilisables en travaux pratiques ou en cours. Elles permettent d'abord de comprendre le principe du spectrophotomètre ; elles utilisent ensuite cet appareil.
I- TP Etude expérimentale de la cinétique de la réaction des ions iodure I- avec l'eau oxygénée H2O2
Les élèves suivent l'évolution de cette réaction par iodométrie et tracent la courbe n(I2)(t). En même temps, sur la paillasse du professeur, cette évolution est suivie dans les mêmes conditions, avec une photodiode et un ordinateur traçant une courbe U(t).
II- Utilisation d'un optocapteur pour l'étude cinétique de la réaction H2O2 + I-, spectrophotomètre
Le rapprochement des courbes précédentes, n(I2)(t) et U(t), permet de retrouver la loi de Beer-Lambert ; et avec la feuille de calcul de SYNCHRONIE, de faire tracer la courbe n(I2)(t) directement à partir de la courbe U(t) enregistrée.
Le spectrophotomètre est présenté ensuite comme une application. Il sera utilisé pour obtenir directement les courbes cinétiques de cette réaction.
III- Influence de la concentration initiale des réactifs dans l'oxydation de I- par H2O2
Avec le spectrophotomètre et l'ordinateur, on fait tracer les courbes cinétiques de cette réaction pour des conditions initiales différentes.
Le tracé des courbes cinétiques montre l'originalité de cette réaction. On fait ressortir le rôle de Mn2+, produit et catalyseur, en ajoutant au mélange réactionnel initial une goutte d'une solution MnSO4. Le tracé des courbes des vitesses cinétiques en fonction du temps met bien en évidence les deux étapes de leur variation, croissance puis décroissance.