Temps et évolution chimique : catalyse

I – Objectifs :

•  Mettre en œuvre une démarche expérimentale pour mettre en évidence le rôle d'un catalyseur.
• Mettre en œuvre différentes transformations chimique afin de faire ressortir quelques propriétés des catalyseurs.
• Mettre en œuvre différents types de catalyse.

II – Notion de catalyse d'une transformation chimique : oxydation des ions tartrate par l'eau oxygénée

L’oxydation des ions tartrate par l’eau oxygénée peut-être catalysée à l’aide de chlorure de cobalt.

Matériel mis à votre disposition :        

• 2 tubes à essai                        
• 1 éprouvette graduée 25 mL
• 1 bain Marie à 70 °C
• 1 pointe de spatule de chlorure de cobalt CoCl2                                                         2,5 mL de solution de sel de Seignette (tartrate)
• 2,5 mL de solution d’eau oxygénée

1. Protocole expérimentale :

En utilisant le matériel mis à votre disposition, rédiger un protocole expérimental qui montre l’effet du catalyseur sur la réaction chimique.

Présentez votre expérience à l’aide d’un schéma.

1. Observations :

Décrivez les observations pertinentes de votre expérience.

Présentez vos observations à l’aide d’un schéma.

1. Conclusion :

Conclure quant à l’objectif de votre expérience.

III – Sélectivité d'un catalyseur : transformation de l'éthanol sur catalyseur 

Dans cette partie, les manipulations seront effectuées par l’enseignant sous hotte si possible.

1. Protocole expérimental : (réaliser un schéma de l’expérience)

• Imbiber deux petits morceaux de coton d'éthanol puis les placer dans deux tubes à essais    (1 et 2).
• Dans le premier tube, placer délicatement de la poudre de cuivre à mi hauteur en faisant rouler le tube. La poudre de cuivre doit alors se déposer et rester collée à la paroi du tube.
• Dans le second tube, placer délicatement de la poudre d'alumine à mi hauteur en faisant rouler le tube. La poudre d'alumine doit alors se déposer et rester collée à la paroi du tube.
• Pour chaque tube préparé, adapter un tube coudé à l’extrémité du tube à essais puis placer l'autre extrémité dans un second tube contenant :

• pour le tube 1 : une solution de 2,4-DNPH
• pour le tube 2 : une solution d'eau de brome.

• Placer les tubes contenant l'éthanol au dessus d'un bec chauffant électrique.

1. Observations :

Décrivez les observations pertinentes de votre expérience. Présentez vos observations à l’aide d’un schéma.

1. Conclusion :

Conclure quant à l’objectif de votre expérience.

IV – Efficacité d'un catalyseur : décomposition de l’eau oxygénée 

L’eau oxygénée se décompose naturellement dans l’eau. En fonction de la vitesse de la réaction, le dégagement gazeux est plus ou moins visible. Cette transformation peut être catalysée par différentes espèces chimiques tels que les ions fer III ou la catalase présente dans le jus de navet.

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