english

Une réaction horloge

Deux solutions (A et B) sont mélangées en versant le contenu d'un bécher dans l'autre. Après plusieurs secondes, la solution résultante tourne bleu fonçé, la couleur du complexe iode-amidon. Le fait de changer la concentration (ou la température) des solutions change le temps requis pour produire la couleur bleu.

Matériaux

(porter de l'équipement de sécurité tel des lunettes de protection)

Solution A: 4.3 g de KIO₃ (iodate de potassium) par litre d'eau.

Solution B: faire une pâte de 4 g d'amidon soluble dans un petit volume d'eau. Ajouter lentement 800 mL d'eau bouillante. Laisser bouillir pour quelques minutes, puis refroidir la solution. Ajouter 0.2 g de Na₂S₂O₅ (metabisulfite de sodium). Ajouter 5 mL d'acide sulfurique 1.0 M (voir note 1). Diluer à 1 L.

Procédure

1. Placer 50 mL de solution A dans un bécher de 250 mL.
2. Placer un même volume de solution B dans un deuxième bécher.
3. Mélanger en versant le contenu d'un bécher dans l'autre, deux fois. Tenir le bécher plein dans dans vos mains pour mieux voir la réaction.
4. Noter le temps nécessaire pour observer une réaction (apparition de la couleur bleu) après que les deux solutions ont été mélangées.
5. Le temps de réaction peut être varié en diluant la solution A ou en opérant à d'autres températures jusqu'à un maximum de 35 ^oC (voir note 2).

Notes

1. Après que l'acide sulfurique a été ajouté, la solution B est utilisable pour les prochaines 10-12 heures. Si vous avez besoin de garder la solution pour plus longtemps, ajouter l'acide un peu avant d'utiliser la solution.
2. Le complexe amidon-iode devient instable au-dessus de 50 ^oC. De plus, de meilleurs résultats sont obtenus si on laisse les solutions se stabiliser à la température de la pièce pour un minimum de quelques heures avant de les utiliser.
3. Cette expérience est un bon exemple pour illustrer la dépendance de la vitesse des réactions sur la concentration et la température. A la température de la pièce, le temps de réaction est idéallement de 10-15 s. Si la réaction est trop lente, ajouter plus de metabisulfite de sodium ou plus d'acide à la solution B. Si la réaction est trop rapide, diluer la solution A.
4. Le chemin réactionnel peut être résumé comme suit:
   • L'iodate réagit avec le bisulfite pour former l'iodure (I^-)
   • L'iodure réagit avec l'iodate pour former l'iode (I₂)
   • L'iode est immédiatement consommé par réaction avec le bisulfite, pour redonner l'iodure.
   • Quand tout le bisulfite a été utilisé, l'iode interagit avec l'amidon pour former un complexe bleu.
5. Des espèces comme I₅^- (équivalent à deux iodes plus un iodure) et I₃^- (équivalent à un iode plus un iodure) localisées à l'intérieur de la structure hélicoïdale de l'amylose sont responsables de la couleur bleu du complexe amidon-iode. Le metabisulfite est hydrolysé dans les solutions aqueuses et donne du bisulfite (HSO₃^-).

Reférence

L.R. Summerlin and J.L. Ealy, Jr., Chemical Demonstrations, A Sourcebook for Teachers, Vol.1, 2nd Edition, American Chemical Society, Washington (1988).