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TP − Cinétique suivie par conductimétrie A.O. − Hydrolyse du chlorure de tertiobutyle
Réaction : R−Cl + 2 H2O = R−OH + H3O+ + Cl−
Quantité de chlorure de tertiobutyle RCl initiale :
On prélève 2 mL de solution contenant 4 g de RCl dans 1 L,
soit une masse : m (RCl)i = = 8.10−3 g
soit la quantité : n (RCl)i = soit n (RCl)i = 8,65.10−5 mol.
Quantité d’eau initiale
On dispose d’environ 80 cm3 d’eau, soit une masse d’eau meau ≈ 80 g,
soit la quantité : n (H2O)i = soit n (H2O)i ≈ 4,4 mol donc l’eau est en très grand excès.
Tableau d’avancement de la réaction quantitative
| Bilan en mol | R−Cl + 2 H2O = R−OH + H3O+ + Cl− | ||||
| État initial | 8,65.10−5 mol | 4,4 mol | 0 | ≈ 0 | 0 |
| État à l’instant t | 8,65.10−5 − x | 4,4 − x | x | x | x |
| État final à t = ∞ x = xmax |
8,65.10−5 − xmax ≈ 0 |
4,4 − xmax ≈ 4,4 mol |
xmax = 8,65.10−5 mol |
xmax = 8,65.10−5 mol |
xmax = 8,65.10−5 mol |
Concentrations ioniques finales à t = ∞ , dans un volume de solution Vsol = 82 mL = 82.10−6 m3 :
[H3O+]max = [Cl−]max = = 1,055 mol.m−3.
Conductivité de la solution à l’instant t : σt = [H3O+]t + [Cl−]t = y ( + )
où y est l’avancement volumique de la réaction à l’instant t : y =
Conductivité de la solution à l’instant t = ∞ : σmax = ymax ( + )
où ymax = = 1,055 mol.m−3.
Sachant que = 0,035 S.m2.mol−1 et = 0,0076 S.m2.mol−1 (conductivités molaires ioniques),
on en déduit la valeur théorique
σmax = 1,055 × (0,035 + 0,0076) = 0,045 S.m−1 = 45 mS.m−1 = 450 μS.cm−1.
En fait, la conductivité maximale de la solution sera bien inférieure à cette valeur. En effet celle-ci est calculée à partir des conductivités molaires ioniques limites, données par les tables, et qui ne sont valables qu’à dilution infinie.
Le choix du calibre 400 μS.cm−1 (correspondant à 40 mS.m−1) pour les mesures est donc bien suffisant.
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