Une réaction photochrome pour construire des séances de TP originales afin de travailler des notions de cinétique et les incertitudes

Des séances de travaux pratiques originales, basées sur la réaction retour d'un composé photochrome (6-NO2 BIPS), peuvent être mises en oeuvre par des élèves de niveau CPGE/1 er cycle universitaire afin de travailler des notions de cinétique. Les suivis temporels peuvent s'effectuer par spectroscopie d'absorption UV-Visible, mais aussi par spectroscopie IR ou par spectrofluorimétrie. L'exploitation des données via les méthodes différentielle et intégrale mène à la détermination de l'ordre de la réaction p, de la constante de vitesse k et des incertitudes associées. Une étude par spectrophotométrie UV-Visible a ainsi été éprouvée auprès de 60 étudiant•es en CPGE filière PCSI (travail préparatoire inclus). Le phénomène étant renversable, sans photodégradation observée du composé, et la transformation dans l'acétate d'éthyle étant rapide (t1 / 2 ≈ 22 s à 25 °C), chaque binôme peut réaliser plusieurs acquisitions successives, puis calculer les moyennes et écarts-types de p et k et les comparer aux valeurs de la littérature au moyen d'un zêta-score. Durant deux séances de 2 heures, 30 binômes ont ainsi généré 124 courbes de décroissance d'absorbance. Le protocole expérimental détaillé et la fiche de TP sont fournis clés en main pour une séance de 2 h devant élèves. Un jeu de données est également mis à disposition pour envisager une exploitation statistique exhaustive.