Thiosulfate dans la réaction de photographie - Corrigé exercice 10

1.a. \(\mathrm{S_2O_3^{2-}}\) est l'oxydant du couple \(\mathrm{S_2O_3^{2-}(aq)/S(s)}\). 

1.b. \(\mathrm{S_2O_3^{2-}}\) est le réducteur du couple \(\mathrm{S_4O_6^{2-}(aq)/S_2O_3^{2-}(aq)}\).

1.c. Cette espèce peut interagir avec elle même car est l'oxydant d'un couple et le réducteur d'un autre.

2. Les demi-équations sont les suivantes :
\(\mathrm{6\ H^{+}(aq)+S_2O_3^{2+}(aq)+4\ e^-=2\ S(s)+3\ H_2O(\ell)}\)
\(\mathrm{2\ S_2O_3^{2-}(aq)=S_4O_6^{2-}(aq)+2\ e^{-}}\)

L'équation de réaction est la suivante : \(\mathrm{5\ S_2O_3^{2-}(aq)+6\ H^+(aq)+ 4\ e^- \longrightarrow2\ S(s)+2\ S_4O_6^{2-}(aq)+3\ H_2O(\ell)+4\ e^- }\)

Soit, après simplification (c'est-à-dire en retirant les électrons de chaque côté de l'équation) :\(\mathbf{5\ S_2O_3^{2-}(aq)+6\ H^+(aq) \longrightarrow2\ S(s)+2\ S_4O_6^{2-}(aq)+3\ H_2O(\ell) }\)

 3.

4.a. D'après le tableau d'avancement, à l'état final : 
\(n_f(\mathrm{S})=0+2x_f\)
\(n_f(\text{S})=2x_f\)
\(n_f(\text{S})=\frac{m(\text{S})}{M(\text{S})}=\frac{1,1\ \text{g}}{32,0\ \text{g}\cdot \text{mol}^{-1}}=0,034\ \text{mol}\)

On a donc \(x_f=\frac{n_f}{2}=\frac{0,034}{2}=\mathbf{0,017 \ \text{mol}}\)

4.b. La transformation est totale si \(x_f=x_{max}\). On va donc déterminer la valeur de \(x_{max}\).

Dans la réaction étudiée, \(\mathrm{S_2O_3^{2-}}\) est le réactif limitant car \(\mathrm{H^+}\) est en excès.

\(n_f(\mathrm{S_2O_3^{2-})=0}\) à l'état final. Donc, d'après le tableau d'avancement, \(n(\mathrm{S_2O_3^{2-}})-5x_{max}=0\).

Donc \(x_{max}\gt x_f\). On en déduit que la transformation n'est pas totale.