Les ions bichromate (Cr2 O7^2-) oxydent les ions ferreux (Fe^2+) en milieu acide : on obtient du

Let's think step by step. ### Step 1: Écrire l'équation stœchiométrique de la réaction Les ion

Les ions bichromate (Cr2 O7^2-) oxydent les ions ferreux...

Les ions bichromate $\left(\mathrm{Cr}_2 \mathrm{O}_7^{2-}\right)$ oxydent les ions ferreux $\left(\mathrm{Fe}^{2+}\right)$ en milieu acide : on obtient du fer ferrique ( $\left.\mathrm{Fe}^{3+}\right)$, du chrome III $\left(\mathrm{Cr}^{3+}\right)$ et de l'eau. a) Écrire l'équation stœchiométrique de cette réaction. Quelle est la signification de cette équation? b) Exprimer les vitesses de transformation (consommation et production) de chaque constituant de la réaction. Exprimer la vitesse (volumique) de réaction et sa relation avec les vitesses de transformation. La vitesse de réaction seraitelle la même si on écrivait l'équation stœchiométrique avec des nombres stœchiométriques égaux à la moitié des précédents? c) Quelle relation doit-il exister entre les vitesses de formation des produits et les vitesses de consommation des réactifs pour que l'équation stœechiométrique écrite en a) soit valable tout au long de la réaction?

Les ions bichromate $\left(\mathrm{Cr}_2 \mathrm{O}_7^{2-}\right)$ oxydent les ions ferreux $\left(\mathrm{Fe}^{2+}\right)$ en milieu acide : on obtient du fer ferrique ( $\left.\mathrm{Fe}^{3+}\right)$, du chrome III $\left(\mathrm{Cr}^{3+}\right)$ et de l'eau.
a) Écrire l'équation stœchiométrique de cette réaction. Quelle est la signification de cette équation?
b) Exprimer les vitesses de transformation (consommation et production) de chaque constituant de la réaction. Exprimer la vitesse (volumique) de réaction et sa relation avec les vitesses de transformation. La vitesse de réaction seraitelle la même si on écrivait l'équation stœchiométrique avec des nombres stœchiométriques égaux à la moitié des précédents?
c) Quelle relation doit-il exister entre les vitesses de formation des produits et les vitesses de consommation des réactifs pour que l'équation stœechiométrique écrite en a) soit valable tout au long de la réaction?

Key Concepts

Invariance Under Scaling of Stoichiometric Coefficients

The reaction rate’s numerical value is invariant under the scaling of the stoichiometric equation. If the entire equation is multiplied or divided by a constant factor (such as expressing coefficients as half the previous values), the ratios of the rates of consumption and formation remain unchanged. This invariance ensures that the relationship between the concentrations' time derivatives, when normalized by the stoichiometric coefficients, stays consistent throughout the reaction.

Volumetric Reaction Rate

The volumetric reaction rate is defined as the rate of transformation of a species per unit volume of the reaction mixture. It relates to the overall reaction rate by the proportionality with the stoichiometric coefficients; for instance, the overall reaction rate can be expressed as the time derivative of a concentration divided by its corresponding stoichiometric coefficient. This approach maintains consistency in how consumption and production rates are compared regardless of the species.

Reaction Rates and Transformation Rates

The reaction rate refers to the rate at which reactants are consumed and products are formed over time, typically expressed in concentration per unit time. For each species, the transformation rate is defined as the rate of change of its concentration, with a negative sign for reactants (indicating consumption) and a positive sign for products (indicating formation). These rates are linked to the stoichiometric coefficients by the fact that the rate of reaction is obtained by dividing the individual rates by their respective stoichiometric number.

Stoichiometric Equation

A stoichiometric equation is a balanced chemical equation that represents the quantitative relationships between reactants and products in a chemical reaction. It ensures that mass and atoms are conserved, indicating exactly how much of each substance reacts and forms, and it establishes the fixed ratios (given by the stoichiometric coefficients) that relate the consumption of reactants to the formation of products.

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