SOS physique-chimie

Bonjour,

J'ai 2 questions sur ce thème :

1) est-ce que l'affirmation suivante est vraie : "un catalyseur n'accélère pas toujours la réaction" ?

2) d'autre part, dans le QCM suivant, la D est considérée comme vraie. Cela m'étonne qu'un produit d'une réaction soit aussi un catalyseur... Qu'en pensez-vous ?

Lorsqu’on verse du permanganate de potassium acidifié dans de l’acide éthanedioïque, il se produit
spontanément une réaction d’oxydoréduction dont les couples rédox concernés sont :
MnO4
- / Mn2+ et CO2 / H2C2O4.
A la date t = 0, on mélange 60 mL d’une solution d’acide éthanedioïque de concentration C1 = 0,1 mol / L avec
40 mL d’une solution acidifiée de permanganate de potassium de concentration C2 = 10-2 mol / L. Le mélange se
fait sans variation de volume. Par un moyen approprié, on mesure la concentration des ions Mn2+ apparus dans le
mélange à différentes dates t.
A) L’ion Mn2+ est un réducteur plus fort que l’acide éthanedioïque ;
B) A la date t = 4 min, la vitesse d’apparition des ions Mn2+ est approximativement égale à 10-3 mol.L-1.min-
1 ;
C) A la date t = 10 min, il reste approximativement 5.10-3 mole d’acide éthanedioïque dans le mélange ;
D) Cette réaction est catalysée par les ions Mn2+ ;
E) Cette réaction est catalysée par les ions MnO4

Dans le fichier joint ci-dessous, la question 5 et 6 me posent problème : 3) question 5 : le corrigé ne considère pas la réponse C bonne. Est-ce lié au fait que la vitesse de formation de O2 est 2 fois inférieure à celle de disparition de H202 (erreur dans l'équation de réaction, il manque 1/2 devant O2, non ?). Dans ce cas, la vitesse de disparition de H202 à t=0 est 1 mmol/min ?

4) question 6 : le corrigé considère que la réponse est A. Moi, j'aurais dit D car une vitesse de formation d'ions en solution a pour unité mol/volume/temps. Qu'en pensez-vous ?

Merci d'avance pour votre aide.

Bonjour Pierre,

- le rôle d'un catalyseur est toujours d'accélérer une réaction sinon on ne l'appellerait pas catalyseur (mais il existe des catalyseurs bien spécifiques pour chaque type de réaction chimique). En supposant que l'on travaille dans des conditions (pH, température ...) pour lesquelles ce catalyseur est efficace sinon ceci est peu utile ...

- effectivement, les ions manganèse (Mn^2+) formés jouent le rôle de catalyseur de cette réaction (dosage par les ions permanganate). On parle dans ce cas d'autocatalyse.

- pour le 3) question 5) : vous avez trouvé votre erreur ! Effectivement, il faut équilibrer l'équation et on constate que la disparition de H2O2 est deux fois plus rapide que la formation de O2.

- pour le 4) question 6) : le corrigé ne contient pas d'erreur, la réponse juste est bien la A).Attention, on vous parle de vitesse de formation de Ca2+ (en mol.s-1) qu'il ne faut pas confondre avec une vitesse volumique de formation (en mol.L-1.s-1).

Merci beaucoup pour vos bonnes explications, tout est parfaitement clair maintenant pour moi !
Une dernière chose dans ce cas par rapport à la question 4). Si la vitesse de formation des ions est exprimée en mol/s dans ce cas, le correcteur du nouveau QCM ci-joint qui dit que la réponse C est bonne, se trompe ?
Merci d'avance pour votre aide.

Sos(30) a écrit :Bonjour Pierre,

- le rôle d'un catalyseur est toujours d'accélérer une réaction sinon on ne l'appellerait pas catalyseur (mais il existe des catalyseurs bien spécifiques pour chaque type de réaction chimique). En supposant que l'on travaille dans des conditions (pH, température ...) pour lesquelles ce catalyseur est efficace sinon ceci est peu utile ...

- effectivement, les ions manganèse (Mn^2+) formés jouent le rôle de catalyseur de cette réaction (dosage par les ions permanganate). On parle dans ce cas d'autocatalyse.

- pour le 3) question 5) : vous avez trouvé votre erreur ! Effectivement, il faut équilibrer l'équation et on constate que la disparition de H2O2 est deux fois plus rapide que la formation de O2.

- pour le 4) question 6) : le corrigé ne contient pas d'erreur, la réponse juste est bien la A).Attention, on vous parle de vitesse de formation de Ca2+ (en mol.s-1) qu'il ne faut pas confondre avec une vitesse volumique de formation (en mol.L-1.s-1).

Effectivement par rapport à ma réponse précédente on pourrait le penser.
Le problème est que, dans les programmes actuels de TS, lorsqu'on parle de vitesse de réaction on ne précise pas vitesse volumique de réaction car on travaille le plus souvent à volume V constant (ce que l'on faisait dans les anciens programmes de TS).

Je dirais donc que pour la question 4) le correcteur ne se trompe pas car lorsqu'il parle de vitesse de formation de I2, il parle en fait de vitesse volumique de formation de I2 (on le voit grâce aux unités en mol.L-.min-1). Le terme "volumique" est sous-entendu.

Pour conclure, ce sont les unités employées qui vous permettront de savoir s'il s'agit en fait d'une vitesse volumique ou pas.

Pour revenir à l'exercice sur les ions calcium, la réponse A) est correcte si on considère que l'on parle de vitesse de formation en mol.s-1. Pour une vitesse (volumique) de formation, il aurait fallu diviser par 0,1 L. La réponse vf(Ca2+) = 3,6.10^-4 mol.L-1.s-1 aurait aussi été correcte.

OK, c'est compris. Merci encore pour votre aide précieuse !

Sos(30) a écrit :Effectivement par rapport à ma réponse précédente on pourrait le penser.
Le problème est que, dans les programmes actuels de TS, lorsqu'on parle de vitesse de réaction on ne précise pas vitesse volumique de réaction car on travaille le plus souvent à volume V constant (ce que l'on faisait dans les anciens programmes de TS).

Je dirais donc que pour la question 4) le correcteur ne se trompe pas car lorsqu'il parle de vitesse de formation de I2, il parle en fait de vitesse volumique de formation de I2 (on le voit grâce aux unités en mol.L-.min-1). Le terme "volumique" est sous-entendu.

Pour conclure, ce sont les unités employées qui vous permettront de savoir s'il s'agit en fait d'une vitesse volumique ou pas.

Pour revenir à l'exercice sur les ions calcium, la réponse A) est correcte si on considère que l'on parle de vitesse de formation en mol.s-1. Pour une vitesse (volumique) de formation, il aurait fallu diviser par 0,1 L. La réponse vf(Ca2+) = 3,6.10^-4 mol.L-1.s-1 aurait aussi été correcte.