Réaction entre l'acide oxalique et les ions permanganate

[steph59400]

Un besoin d'aide...SVP.
Dans le cadre d'un ECE blanc, je compte utiliser cette réaction pour étudier l'influence d'un paramètre sur la cinétique d'une transformation chimique (soit la température, soit la concentration en acide oxalique).
Cette transformation est très lente, car auto-catalysée.

Je souhaite donc la réaliser en la catalysant initialement par les ions manganèse (II), afin que la décoloration ait lieu en des durées relativement courtes, compatible avec un ECE : 30 secondes à une durée de l'ordre de 2 à 3 minutes max, pour des concentrations variables en acide oxalique, à température ambiante (le facteur cinétique ne posera pas de problème...).

J'ai réalisé des essais, pour du permanganate à 0,020 mol/L, du sulfate de manganèse (II) à la même concentration, de l'acide sulfurique à 2mol/L et de l'acide oxalique à 0,1 puis 0,2 et enfin 0,5 mol/L.
Les mélanges initiaux sont tous réalisés avec 10 mL de chaque solution, afin d'avoir du permanganate en défaut, et une décoloration totale.
J'ai des résultats pour le moins très étranges : la durée de décoloration augmente avec la concentration d'acide oxalique !
Les sources suspectées de ce problème sont la quantité d'ions Mn(II) initiale, sans doute trop élevée (je vais retenter avec seulement 20% de catalyseur par rapport au permanganate initialement introduit), mais probablement aussi la concentration en acide oxalique également trop élevée.
Je vais refaire des essais avec des solutions moins concentrées (donc un permanganate moins colorée aussi...), dès lundi matin.
Est-ce que parmi l'aréopage d'enseignants présents ici, l'un d'entre vous aurait des conditions expérimentales permettant d'obtenir des durées proches de ce que je recherche ?
Merci par avance.
Lorsque les conditions expérimentales seront trouvées, je mettrai probablement en ligne mes deux sujets pour partage.
Merci de votre aide...

[jocetro]

J'ai testé cette manip l'an passé. Elle est difficile à mettre en œuvre.
Pour l'influence de la concentration, j'ai utilisé de l'acide oxalique à 0,2 M (10 mL)
acide sulfurique à 20 % (5 ml)
permanganate de potassium à 0,02 M (j"ai fais varier les quantités (5 ; 2,5 ; 1 Ml) et j'ai ajouté de l'eau pour compléter à 5 mL)
les temps de réaction allaient de 2,5 min à 4,5 min
J'ai aussi testé avec Mn2+ mais je n'ai rien trouvé d'exploitable.
Je n'ai pas refait cette manip cette année, l'acide sulfurique à 20 % est trop dangereux et ne doit pas être utilisé par les mineurs car trop concentré.

[steph59400]

Mesplède, dans son ouvrage pour passer le CAPES et l'AGREG, donne des valeurs qui, hors catalyse, donne un temps d'environ 120 s pour arriver en fin de transformation...je vais tenter ses conditions expérimentales (permanganate à 0,001 M, acide oxalique à 0,01 M, et acide sulfurique à 1 M).
ça semble réalisable. Sujet quasi prêt....

[steph59400]

Fin des tests....

Verdict : influence de la concentration en acide oxalique (en excès) irréalisable, l'étude conduirait à une conclusion inverse à la conclusion classique...

du coup, les deux sujets deviennent :

1 = influence de la température sur la rapidité d'évolution
2 = la réaction est-elle autocatalysée ?

Merci Josetro pour tes informations....

[samisam]

Bonjour,

Je viens d'avoir les mêmes soucis concernant cette expérience.
D'après le Hachette ou le Belin, quand les concentrations des réactifs augmentent, la durée de la transformation diminue.
Mais d'après le Nathan, "les concentrations en réactifs peuvent être des facteurs cinétiques dont l'effet est propre à chaque réaction".
Par conséquent, est ce que cette réaction est un cas où la vitesse de la réaction diminue quand la concentration d'acide oxalique augmente ?
Qui dit vrai ?
Si quelqu'un peut éclairer ma lanterne !
Merci.

[steph59400]

j'ai déposé mon sujet d'ECE (il y en a deux...).
Et en effet, le modèle cinétique de cette transformation est complexe, la concentration en acide oxalique n'a pas l'effet attendu.
Pour passer d'un degré d'oxydation à l'autre, l'element mangnèse passe par plusieurs degrés d'oxydation instables. Si l'un d'eux réagit avec l'acide oxalique de façon aisée, l'augmentation de concentration de ce reactif a donc pour effet global de rendre la transformation étudiée plus lente là où on s'attend à une augmentation de la vitesse.
Enfin, ce n'est qu'une interprétation...
Prudence lors du choix de la transformation....

[steph59400]

Samisam,

pour compléter mon message précédent, voici un lien vers une lecture éclairante.... http://www.math.bme.hu/~jtoth/pubtexts/ ... elToth.pdf

Steph