Physique 1S

[Oguelfi]

Bonjour je vous demande de l'aide car hier après-midi j'ai essayé de faire ce dm mais il est compliqué donc pouvez vous me donner des pistes svp ? Merci d'avance

L'acide nitrique pur est un liquide de formule (HNO3). Sa masse volumique vaut p = 1,53 g.mL -1

1) on désire préparer 200 ml d'une solution (So)d'acide nitrique a la concentration c = 12 mol.L-1

A) qu'elle est la masse d'acide contenu dans cette solution ?

B) en déduire le volume d'acide pur a prélever.

C) d'écrire le mode opératoire pour réaliser cette solution en nommant le matériel a utiliser.

2) comment doit on procéder pour préparer 100 mL d'une solution d'acide nitrique de concentration c = 2 mol.L-1 a partir de la solution So préparé précédemment (on indiquera le mode opératoire et la verrerie utilisée) ?

Merci de m'aider

[Barbidoux]

L'acide nitrique pur est un liquide de formule (HNO3). Sa masse volumique vaut p = 1,53 g.mL -1

1) on désire préparer 200 ml d'une solution (So)d'acide nitrique a la concentration c = 12 mol.L-1

A) qu'elle est la masse d'acide contenu dans cette solution ?

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m(HNO3)=n(NHO3)*M(HNO3)

n(NHO3)=V(So)*C(HNO3)=12*0.2=2.3 mol

M(HNO3)=63 g/mol

m(HNO3)=2.3*63=144.9 g

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B) en déduire le volume d'acide pur a prélever.

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V(HNO3)=m(HNO3)/rho=144.9/1.53=94.71 mL

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C) d'écrire le mode opératoire pour réaliser cette solution en nommant le matériel a utiliser.

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Fiole jaugée de 200 mL dans laquelle on introduit environ 100 mL d’eau deionisée. On dispose le tout sous hotte sur une balance dont ont fait le zéro. On introduit doucement 144.9 g d’acide nitrique pur (avec gants lunettes de protection) on complète ensuite au trait de jauge avec de l’eau déionisée et l’on homogénéise la solution. Cette méthode est plus précise que celle de l’ajout d’un volume d’acide nitrique concentré que l’on ne peut déterminer avec précision.

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2) comment doit on procéder pour préparer 100 mL d'une solution d'acide nitrique de concentration c = 2 mol.L-1 a partir de la solution So préparé précédemment (on indiquera le mode opératoire et la verrerie utilisée) ?

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Cinitiale =12 mol/l, Cfinale=2 mol/L facteur de dilution 6

Fiole jaugée de 100 mL propre dans laquelle on introduit environ 100 mL d’eau deionisée puis 100/6=16,67mL de la solution C(HNO3)=12 mol/L. On complète ensuite au trait de jauge avec de l’eau déionisée et l’on homogénéise la solution.

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[Oguelfi]

Merci c'est super gentil vous m'avez aidé mais moi pour la 1) a) j'ai fais : m = P x V donc 1,53 x 200 = 306g. Pourriez vous m'aider au 3) qui est a la suite ?

3. la réaction entre l'acide nitrique pur (HNO3) et un morceau de cuivre pur (Cu) cette réaction entraîne la formation de nitrate de cuivre Cu(NO3)2, de dioxyde d'azote (NO2) et d'eau.

A) écrire et équilibrer l'équation de la réaction.

B) quel est l'état final de la transformation si on fait réagir 20g de cuivre avec 20 mL de solution S0 ?

C) en déduire le volume de dioxyde d'azote (gaz toxique) formé, dans les conditions de l'expérience, une mole de gaz occupe un volume de 30 L. Préciser le réactif en excès et celui en defaut.

4) quelle quantité de réactif en defaut faut-il rajouter pour que l'ensemble des 2 réactifs aient complètement disparue en fin de réaction.

Merci beaucoup de votre aide.

[Barbidoux]

pour la 1) a) j'ai fais : m = P x V donc 1,53 x 200 = 306g.

Non car 1.51 g/mL n’est pas la la masse volumique de la solution 12 M que l’on désire préparer, 1.51g/mL est la masse volumique de l’acide pur.

3. la réaction entre l'acide nitrique pur (HNO3) et un morceau de cuivre pur (Cu) cette réaction entraîne la formation de nitrate de cuivre Cu(NO3)2, de dioxyde d'azote (NO2) et d'eau.

A) écrire et équilibrer l'équation de la réaction.

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Cu+4*HNO3—> Cu(NO3)2+2*NO2+2*H2O

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B) quel est l'état final de la transformation si on fait réagir 20g de cuivre avec 20 mL de solution S0 ?

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Tableau d’avancement de la réaction :

…………Cu+4*HNO3—> Cu(NO3)2+2*NO2+2*H2O

t=0……(a)……..(b)……….(0)………..(0)……..excès

t………(a-x)…..(b-4*x)…..(x)…………(2*x)…..excès

où a=20/63.5=0.315 mol est le nombre de moles initial de cuivre, b=C*V=0.02*12=0.24 mol le nombre de moles initial d’acide nitrique et x l’avancement de la réaction. La réaction est supposée non inversible (totale) et l’avancement égal à l’avancement maximal obtenu lors de la disparition d’un ou des réactifs s’ils sont initialement présents dans les proportions stoechiométriques de la réaction. On se trouve dans le cas où b/4<a et le réactif limitant est l’acide nitrique et l’avancement maximal vaut b/4

…………Cu+4*HNO3—> Cu(NO3)2+2*NO2+2*H2O

t=0……(a)……..(b)……….(0)………..(0)……..excès

tfin…(a-b/4)……(0)………..(b/4)…...(b/2)…..excès

n(Cu)=0.315-0.06=(a-b/4)=0.255 mol

n(Cu(NO3)2)=b/4=0.06 mol

n(NO2)=b/2=0.12 mol

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C) en déduire le volume de dioxyde d'azote (gaz toxique) formé, dans les conditions de l'expérience, une mole de gaz occupe un volume de 30 L. Préciser le réactif en excès et celui en defaut.

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Volume de dixoyde formé =30*0.12=3.6 L

Réactif en excès : le cuivre , réactif en défaut, l’acide nitrique

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4) quelle quantité de réactif en defaut faut-il rajouter pour que l'ensemble des 2 réactifs aient complètement disparue en fin de réaction.

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pour que les produits soient dans les proportions stoechiométriques de la réaction il faut que b=4*a=4*0.315=1.26 mol ce qui correpond à un volume d’acide nitrique v=1.26/12= 0.105 mL. Il fat donc rajouter 85 mL d’acide nitrique de concentration 12 mol/L pour que tous les réactifs disparaissent

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[Oguelfi]

Merci a vous je vous ai envoyé en MP un message sur la suite du travail. Merci de m'aider

Mais je tiens juste a préciser que pour la 1 a) je ne connaissais pas de relation entre n, V et C puisque dans le livre il y a les formules et je ne vois pas celle ci..