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De nombreux étudiants avancés en chimie au lycée et au collège réalisent une expérience appelée réaction «horloge iodée», dans laquelle le peroxyde d'hydrogène réagit avec l'iodure pour former de l'iode,et l'iode réagit ensuite avec l'ion thiosulfate jusqu'à ce que le thiosulfate soit consommé. À ce stade, les solutions réactionnelles deviennent bleues en présence d'amidon. L'expérienceaide les élèves à comprendre les principes fondamentaux de la cinétique chimique - la vitesse à laquelle les réactions ont lieu.
Energie d'activation
Les réactions chimiques sont thermodynamiquement"Favorable" si l'énergie globale des produits est inférieure à l'énergie globale des réactifs. Cependant, la formation de produits nécessite d’abord une rupture des liensles réactifs, et l’énergie requise pour les briser représentent une barrière d’énergie appelée «énergie d’activation», ou Ea.
Mesurer l'énergie d'activation
La détermination de l’énergie d’activation nécessite des données cinétiques, c’est-à-dire la constante de vitesse, k, de la réaction déterminée à diverses températures. L'élève construit ensuite un graphique de lnk sur l'axe des y et 1 / T sur l'axe des x, où T est la température en Kelvin. Les points de données doivent tomber le long d’une ligne droite dont la pente est égale à (-Ea / R),où R est la constante de gaz idéale.
Énergie d'activation de l'horloge iodée
Le graphique de (ln k) vs (1 / T) pour la réaction d'horloge à l'iode devrait révéler une pente d'environ -6230.Ainsi, (-Ea / R) = -6230. En utilisant une constante de gaz idéale de R = 8,314 J / K.mol, on obtient Ea = 6 800 * 8,314 = 51 800 J / mol ou 51,8 kJ / mol.