Exercice 1: Suivi temporel d'une transformation chimique

مقتطف من الامتحان الوطني الموحد 2021 الدورة العادية شعبة علوم الحياة و الارض
On réalise une expérience en introduisant, à l’instant t0 = 0, une masse de zinc en poudre de valeur m (Zn) =1,0 g dans un ballon contenant le volume V =40 mL d’une solution aqueuse (S) d’acide chlorhydrique de concentration molaire CA=0,5 mol /L.
La mesure du volume de dihydrogène formé permet le suivi de l'évolution temporelle de l’avancement x de la réaction et de tracer le graphe x=f( t).

1. Calculer les quantités de matière n0(Zn) et n0 (H3O+), présentes initialement dans
le mélange réactionnel.
2. Recopier, sur votre copie, le tableau d’avancement de la réaction chimique et le compléter.
3. Identifier le réactif limitant. Justifier.
4. Déterminer graphiquement :
a. la valeur du temps de demi-réaction t1/2.
b. la valeur de la vitesse volumique de réaction, en unité 11
( mol . L−1 . s−1 ), à l’instant t =400 s, sachant que le volume du mélange réactionnel est
V =40mL.
5. Interpréter qualitativement la variation de la vitesse volumique de cette réaction.
6. Pour accélérer la réaction précédente, on recommence l’expérience en utilisant la même masse de zinc m(Zn) =1,0g et le volume V=40mL d’une solution aqueuse (S') d’acide chlorhydrique de concentration molaire CA' =1mol.L−1.
6.1. Citer le facteur cinétique qui est à l’origine de l’accélération de la réaction.
6.2. Le temps de demi-réaction t1/2 va-t-il augmenter ou diminuer ? Justifier.