9.E5 : Oxydoréduction et sens d’évolution d’un système chimique

On mélange \(V_1 = \pu{10,0 mL}\) d’une solution d’acide ascorbique \(\ce{C6H8O6}\) de concentration \(c_1 = \pu{3,00 mmol*L–1}\) avec un volume \(V_2 = \pu{5,0 mL}\) de solution aqueuse de diiode de concentration \(c_2 = \pu{2,50 mmol*L–1}\).

1 Écrire l’équation de la réaction modélisant la transformation chimique qui se produit entre le diiode et l’acide ascorbique.

2 Prévoir le sens d’évolution du système chimique.

3 Déterminer le taux d’avancement final de cette transformation sachant que la concentration à l’équilibre en ions iodure \(\ce{I–}\) est de \(\pu{1,67 mmol*L–1}\).

Données :

Couples d’oxydoréduction : \(\ce{C6H6O6 (aq) / C6H8O6 (aq)}\) et \(\ce{I2 (aq) / I–(aq)}\)
Constante d’équilibre de la réaction entre le diiode et l’acide ascorbique : \(K(T)= \pu{3,8E16 à 25 °C}\).

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Demi-équations :

\(\ce{C6H6O6(aq) + 2 H+ + 2e- = C6H8O6(aq)}\)

\(\ce{I2(aq) + 2 e- = 2I-(aq)}\)

Equation :

\(\ce{I2 + C6H8O6(aq) <--> 2I- + C6H6O6(aq) + 2 H+(aq)}\)

On a \(Q_{r,i} = \dfrac{[\ce{I-}]_i^2 × [\ce{C6H6O6}]_i × [\ce{H+}]_i^2}{[\ce{I2}]_i × [\ce{C6H8O6}]_i}\)

Or \([\ce{I-}]_i = 0\), \([\ce{C6H6O6}]_i = 0\) et \([\ce{H+}]_i = 0\) car dans l'état initial il n'y a pas encore de produits formés.

Donc \(Q_{r,i} = 0\)

Comme \(Q_{r,i} < K()\), la réaction évolue dans le sens direct.

Comme \(K(T) > 10^4\), on peut considérer que la réaction est totale.

Donc \(τ = 1\).

Démonstration complète (à venir) :