1.  

       
    1. (MnO4- + 5e- +8H+ = Mn 2+ +4 H2O) x 2
      (C2O4H2 = 2 CO2 + 2H+ +2e-) x 5
      2MnO4- + 6H+ +5C2O4H2 ---->2Mn 2+ +8 H2O +10 CO2
      La méthode pour ajuster une équation rédox est rappelée p23 dans le livre.
      Exercices corrigés ou résolus : p31 c. et d. p32 a. et 11 p33
       
    2. Quantités de matière introduites dans le mélange :
      MnO4- :C1V1=4.10-4 mol
      C2O4H2 : C2V2
      H+ : on introduit 2x10-3 mol d'acide sulfurique, libérant n 0 H+ =4.10-3 mol d'ions H+ aq dans le milieu
          MnO4- C2O4H2 H+ Mn 2+ CO2
      t=0 0 C1V1 C2V2 n0 (H+) =4.10-3 mol 0 0
      t x C1V1-2x C2V2-5x N0 (H+) -6x 2x 10x

       
    3. Méthode 1, en utilisant le tableau d'avancement : si les ions permanganate et l'acide oxalique sont introduits dans les proportions stoechiométriques, pour x=xmax il ne restera plus ni de l'un ni de l'autre. On a donc deux équations C1V1-2xmax=0 et C2V2-5xmax=0 pour deux inconnues xmax et V2. En résolvant ce système on trouve et
      Méthode 2, sans le tableau d'avancement : les proportions stoechiométriques sont celles de l'équation chimique. On doit donc avoir 5 moles d'acide oxalique pour 2 moles de permanganate, c'est à dire ce qui conduit à la même expression de V2.
      AN : V2=10-2L=10mL.
      La deuxième méthode est plus rapide mais il faut savoir faire les deux : la première pour le bac, la deuxième pour après.
       
    4. Méthode 1, avec le tableau d'avancement : Si l'acide sulfurique est en excès, il doit en rester lorsque x=xmax, donc il faut n 0 (H+) > 6xmax
      D'après l'expression de xmax trouvée précédemment 6xmax=3C1V1=1,2.10-3 mol.
      On a bien n 0 (H+) > 6xmax
      Méthode 2, sans le tableau d'avancement : d'après l'équation chimique la réaction consomme 6H+ pour 2MnO4- , donc trois fois plus de H+ que de MnO4- .
      H+ est en excès si la quantité de matière de H+ introduite est supérieure au triple de celle du permanganate introduit, c'est à dire ce qui est bien le cas ici.

     
  2.  

       

    1.  
    2. Le coefficient directeur de la tangente à la courbe au point d'abscisse t est égal à la valeur à l'instant t de dérivée de la grandeur portée en ordonnée, [MnO4-] par-rapport à la grandeur portée en abscisse, t
      D'après le tableau d'avancement et si V est le volume total du mélange réactionnel, on a pour un avancement x :

      (ne pas perdre de vue que l'avancement x est une fonction du temps.)
       
    3. On trace la tangente à la courbe au point d'abscisse t1=240s et on détermine son coefficient directeur


      (on ne peut pas donner beaucoup de chiffres significatifs, la précision de la méthode étant limitée...mais ce n'est pas une raison pour arrondir abusivemen )
      La valeur du coefficient directeur est celle de à l'instant t1, donc de -2v. On en déduit
      v(t1)=1,8.10-5mol.L-1.s-1
       
    4. Graphiquement on cherche la date à laquelle la concentration en permanganate a diminué de moitié, puisqu'il est réactif limitant (il aura disparu pour x=xmax). On trouve t 1/2=200s environ

     
  3.  

       
    1. La concentration et la température sont des facteurs cinétiques. En diluant et en refroidissant simultanément le milieu (eau glacée) on diminue fortement la vitesse de réaction, ce qui permet de supposer que la quantité de matière d'ions Mn 2+ va rester pendant le dosage à peu près constante, égale à ce qu'elle était au moment du prélèvement.
       
    2. D'après le tableau d'avancement:
       
    3. La concentration dans le milieu réactionnel au moment du prélèvement est obtenue en divisant la quantité de matière de Mn2+ trouvée dans le prélèvement,donnée dans le tableau , par le volume de celui-ci (10-3L)
      On détermine une valeur approchée de v:
      =1,8.10-5mol.L-1.s-1

     
  4.  

       
    1. L'allure de la courbe serait très voisine de celle tracée pour le permanganate, mais elle ne passe pas par les mêmes points:
      A t=0 la concentration vaut =2.10-2 mol.L-1. A t 1/2 elle vaut la moitié de cette valeur, l'acide oxalique étant lui aussi limitant, et elle tend vers 0 en fin de réaction.
       
    2. D'après le tableau d'avancement
      A la date 240s le coefficient directeur de la tangente à la courbe sera donc égal à -5v(240s). On trouve entre 8,5.10-5 mol.L-1.s-1 et 9.10-5 mol.L-1.s-1 selon l'arrondi effectué précédemment sur v.
      La concentration en permanganate à la date 180s permet de déterminer l'avancement à cette date, d'où on déduit la quantité de matière puis la concentration en acide oxalique à cette date.

      A t=180s on a n =V .[MnO4-]t=180s= 0,05 . 4,8 = 2,4.10-4 mol de permanganate dans le milieu réactionnel.

      D'après le tableau d'avancement : n=C1V1-x donc

      La quantité de matière d'acide oxalique est alors , d'après le tableau d'avancement , égale à

      Or on a montré précédemment que

      La quantité de matière d'acide oxalique est donc égale à et

      =1,2.10-2mol.L-1

      Accessoirement on a démontré que les quantités de matière des réactifs, acide oxalique et permanganate, dans le mélange réactionnel (et donc leurs concentrations dans le mélange) sont du début à la fin dans le rapport 5/2 correspondant aux proportions de l'équation chimique, lorsqu'ils ont été introduits dans ces mêmes proportions, ce qui était prévisible en y réfléchissant.
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