Thiosulfate dans la réaction de photographie - Exercice 10

Dans les procédés traditionnels de photographie argentique, une solution contenant du thiosulfate \(\mathrm{S_2O_3^{2-}(aq)}\)​ est utilisée comme fixateur. Ce dernier permet d’éliminer les résidus de sels. Toutefois, en milieu fortement acide, le thiosulfate devient instable et réagit avec lui-même en formant un dépôt jaune de soufre \(\mathrm{S(s)}\). La réaction modélisant la transformation est la suivante : \(\mathrm{5\ S_2O_3^{2-}(aq)+6\ H^+(aq)\longrightarrow2\ S(s)+2\ S_4O_6^{2-}(aq)+3\ H_2O(\ell)}\)

Dans un laboratoire de chimie appliquée à la conservation de photographies anciennes, un technicien souhaite étudier cette transformation. Les résultats de l'expérience sont donnés ci-dessous.

Données

• Quantité initiale d’ion thiosulfate : \(n\mathrm{(S_2O_3^{2-})=0,10\ mol}\)
  
• Masse de soufre recueillie : \(m\mathrm{(S)=1,1\ g}\)
  
• Masse molaire du soufre : \(M\mathrm{(S)=32,0\ g\cdot mol^{-1}}\)
  
• L'ion thiosulfate appartient aux couples ^{`"S"_2"O"_3^{2-}"(aq)""/""S(s)"`} et ^{\(\mathrm{S_4O_6^{2-}(aq)/S_2O_3^{2-}(aq)}\)}.

1.a. Indiquer si l'ion thiosulfate est l’oxydant ou le réducteur du couple \(\mathrm{S_2O_3^{2-}(aq)/S(s)}\).
1.b. L’ion thiosulfate appartient également au couple \(\mathrm{S_4O_6^{2-}(aq)/S_2O_3^{2-}(aq)}\). Indiquer si l’ion thiosulfate est oxydant ou réducteur dans ce couple.
1.c. En déduire une justification de la possibilité de cette réaction.

2. Établir, après avoir donné les demi-équations électroniques de ces deux couples, l'équation modélisant la réaction étudiée.

3. Construire le tableau d’avancement de la transformation sachant que l’eau est le solvant, et les protons H⁺ sont en excès.

4.a. Déterminer la valeur de l’avancement final de la réaction.
4.b. En déduire le caractère total ou non de la transformation.