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Reaction chimique - Seconde


marshmallowb

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Bonjour,

J'ai un DM de physique chimie portant sur les réactions chimiques et j'aimerais avoir une relecture et quelques avis sur ma rédaction et mes calculs.

Énoncé : 

"Nous allons étudier la transformation chimique faisant réagir un acide (contenant des ions hydrogène H+, responsables du pH acide) sur des cristaux de carbonate de calcium (CaCO3). Nous observons un dégagement gazeux, troublant l'eau de chaux, et l'apparition d'ions calciums Ca+ en solution.

La quantité de matière en eau (H2O) initialement de 15.0 mol augmente au cours de cette transformation chimique.

La préparation de 250.0 mL de la solution acide se fait en diluant 10 fois une solution mère d'acide de concentration 4.80 mol.L-1;

Cette transformation met en jeu initialement 5.0 g de CaCO3 et les 250,0 mL de la solution fille d'acide."

Questions :

1- Quels sont les réactifs chimiques ?

Les réactifs chimiques sont les ions hydrogène H+ et le carbonate de calcium CaCO3.

Est-ce correct de dire que H2O est une espèce spectatrice bien que sa quantité de matière augmente au cours de la transformation ?

2-Quels sont les produits chimiques ?

On sait que l'eau de chaux est utilisée pour mettre en évidence la présence de CO2. Il réagit au contact de ce gaz en se troublant.

Les produits chimiques sont donc le dioxyde de carbone CO2 et les ions calcium Ca2+.

3- En déduire l'équation chimique qui correspond à la transformation étudiée.

 L'équation chimique correspondant à la transformation étudiée est : H2O + 2H+ + CaCO3 -> CO2 + Ca+2+ + 2H2O

4- Indiquer par une phrase comment vous lisez l'équation chimique précédente.

Cette équation chimique signifie qu'une mole de H2O réagit avec deux moles de ions hydrogènes H+ et une mole de carbonate de calcium CaCO3 pour donner une mole de dioxyde de carbone CO2, une mole de ions calcium Ca2+ et deux moles d'eau H2O.

5- Quel volume de la solution mère faut-il prélever pour préparer les 250.0 mL de la solution fille ?

f=Cm'(mère)/ Cm(fille)=V(solution fille)/V'(solution mère) <=> V'=V/f

<=> V'=250.00/10=25  mL

Il faudra prélever 25 mL de la solution mère.

6- Quelle verrerie faut-il utiliser au cours de cette dilution ? (le mode opératoire n'est pas demandé)

La verrerie à utiliser lors de cette dilution est un bécher, une pipette jaugée de 25 mL, une fiole jaugée de 250.00 mL ainsi qu'une poire à prélèvement.

7-  Calculer les quantités de matière initiale en CaCO3 et ions H+ :

M(CaCO3) = M(Ca) + M(C) + 3M (O)

<=> 40.1+12+3*16

<=> 40.1+12+48

<=>100.1 g*mol

n initiale (CaCO3) = m/M

<=> 5.0/100.1

<=>5.0*10^-2 mol

C = n/V <=> n=c*V

n initiale (H+)= 4.80*250*10^-3

<=> 1.2 mol

8- Quel est le réactif limitant ? Quel est le réactif en excès ? Justifier.

En utilisant les proportions stœchiométriques :

n(A)/ α = n(CaCO3)/1=5.0*10^-2

n(B)/ β =n(H+)/ 2 =1.2/2=6*10^-1

On a donc : n(A)/α<n(B)/β

Conclusion : CaCO3 est le réactif limitant et H+ est le réactif en excès.

9- Compléter le tableau ci-dessous par les quantités présentes en détaillant l'éventuel calcul : 

Etat initial :

CaCO3 : 5.0*10^-2 mol

H+ : 1.2*2 = 2.4 mol

Ca2+ : 0 mol

CO2 : 0 mol

H2O : 15.0 mol

Etat final :

CaCO3 : 0 mol

H+ : 2.4-2*5.0*10^-2 = 2.3 mol

Ca2+ : 5.0*10^-2 mol

CO2 : 5.0*10^-2 mol

H20 : 15.0 + 2*5*10^-2 = 15.1 mol

10 - Quelle est la quantité de matière en eau créée ? Doit-on en tenir compte dans le résultat final ? Justifiez.

La quantité de matière en eau créée est égale à 1*10^-1 mol soit 2xmax <=> 2*5.0*10^-2 mol.

C'est pour la deuxième sous-question que j'hésite...

11 - Le pH final est-il toujours acide ? Justifiez.

Le pH dépend de la quantité d'ions hydrogène H+.

Or, la quantité initiale de H+ était de 2.4 mol tandis qu'à l'état final la quantité de ions hydrogène était de 2.3 mol, soit une différence de 2.4-2.3=0.1 mol.

La quantité de ions hydrogène transformés étant peu importante, le pH final est toujours acide.

12 - Sachant que le volume est inchangé (250.0 mL), calculer les concentrations de tous les ions dissous à la fin de la transformation chimique :

c(H+)=n/V

<=> 2.3/2.500*10^-1

<=> 9.2 mol/L

Cm(H+)=c(H+)*M(H+)

<=> 9.2*1

<=> 9.2 g/L

c(Ca2+)=n/V

<=> 5.0*10^-2/2.500*10^-1

<=> 0.2 mol/L

Cm(Ca2+)=c(Ca2+)*M(Ca2+)

<=>0.2*40.1

<=> 8.02 g/L

13 - Quelle masse de CaCO3 aurait-il fallu prélever pour obtenir un mélange stœchiométrique ?

n=m/M <=> m=n*M

<=> m(CaCO3)=n(H+)*M(CaCO3)

<=>m(CaCO3)=2.4*100.1

<=>m(CaCO3)=2.4*10^2 grammes

 

 

 

 

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  • E-Bahut
Il y a 2 heures, marshmallowb a dit :

Bonjour,

J'ai un DM de physique chimie portant sur les réactions chimiques et j'aimerais avoir une relecture et quelques avis sur ma rédaction et mes calculs.

Énoncé : 

"Nous allons étudier la transformation chimique faisant réagir un acide (contenant des ions hydrogène H+, responsables du pH acide) sur des cristaux de carbonate de calcium (CaCO3). Nous observons un dégagement gazeux, troublant l'eau de chaux, et l'apparition d'ions calciums Ca+ en solution.

La quantité de matière en eau (H2O) initialement de 15.0 mol augmente au cours de cette transformation chimique.

La préparation de 250.0 mL de la solution acide se fait en diluant 10 fois une solution mère d'acide de concentration 4.80 mol.L-1;

Cette transformation met en jeu initialement 5.0 g de CaCO3 et les 250,0 mL de la solution fille d'acide."

Questions :

1- Quels sont les réactifs chimiques ?

Les réactifs chimiques sont les ions hydrogène H+ et le carbonate de calcium CaCO3.

Est-ce correct de dire que H2O est une espèce spectatrice bien que sa quantité de matière augmente au cours de la transformation ?

Si une molécule apparaît au cours de la réaction, elle est qualifiée de ..... .

Une espèce spectatrice est une espèce dont la quantité matière ne change pas au cours de la réaction et n'a pas d'influence sur son déroulement.

2-Quels sont les produits chimiques ?

On sait que l'eau de chaux est utilisée pour mettre en évidence la présence de CO2. Il réagit au contact de ce gaz en se troublant.

Les produits chimiques sont donc le dioxyde de carbone CO2 et les ions calcium Ca2+.

Il en manque un.

3- En déduire l'équation chimique qui correspond à la transformation étudiée.

 L'équation chimique correspondant à la transformation étudiée est : H2O + 2H+ + CaCO3 -> CO2 + Ca+2+ + 2H2O

Comme c'est à la limite du programme. Deux choses possibles. La réaction ayant lieu en milieu aqueux, on en déduit que :

- 2H3O+(aq) + CaCO3 -> CO2(g) + 3H2O(l) + Ca2+(aq)

- 2H+(aq) + CaCO3 -> CO2(g) + H2O(l) + Ca2+(aq)

4- Indiquer par une phrase comment vous lisez l'équation chimique précédente.

Cette équation chimique signifie qu'une mole de H2O réagit avec deux moles de ions hydrogènes H+ et une mole de carbonate de calcium CaCO3 pour donner une mole de dioxyde de carbone CO2, une mole de ions calcium Ca2+ et deux moles d'eau H2O.

Ok

5- Quel volume de la solution mère faut-il prélever pour préparer les 250.0 mL de la solution fille ?

f=Cm'(mère)/ Cm(fille)=V(solution fille)/V'(solution mère) <=> V'=V/f

<=> V'=250.00/10=25  mL

Il faudra prélever 25 mL de la solution mère.

Nickel !

6- Quelle verrerie faut-il utiliser au cours de cette dilution ? (le mode opératoire n'est pas demandé)

La verrerie à utiliser lors de cette dilution est un bécher, une pipette jaugée de 25 mL, une fiole jaugée de 250.00 mL ainsi qu'une poire à prélèvement (pro-pipette ! Ce n'est pas une poire à lavement quand même :p) . Même si poire, ça se dit.

7-  Calculer les quantités de matière initiale en CaCO3 et ions H+ :

M(CaCO3) = M(Ca) + M(C) + 3M (O)

<=> 40.1+12+3*16

<=> 40.1+12+48

<=>100.1 g*mol

n initiale (CaCO3) = m/M

<=> 5.0/100.1

<=>5.0*10^-2 mol

C = n/V <=> n=c*V

n initiale (H+)= 4.80*250*10^-3

<=> 1.2 mol

8- Quel est le réactif limitant ? Quel est le réactif en excès ? Justifier.

En utilisant les proportions stœchiométriques :

n(A)/ α = n(CaCO3)/1=5.0*10^-2

n(B)/ β =n(H+)/ 2 =1.2/2=6*10^-1

On a donc : n(A)/α<n(B)/β

Conclusion : CaCO3 est le réactif limitant et H+ est le réactif en excès.

9- Compléter le tableau ci-dessous par les quantités présentes en détaillant l'éventuel calcul : 

Etat initial :

CaCO3 : 5.0*10^-2 mol

H+ : 1.2*2 = 2.4 mol

Ca2+ : 0 mol

CO2 : 0 mol

H2O : 15.0 mol

Etat final :

CaCO3 : 0 mol

H+ : 2.4-2*5.0*10^-2 = 2.3 mol

Ca2+ : 5.0*10^-2 mol

CO2 : 5.0*10^-2 mol

H20 : 15.0 + 2*5*10^-2 = 15.1 mol

10 - Quelle est la quantité de matière en eau créée ? Doit-on en tenir compte dans le résultat final ? Justifiez.

La quantité de matière en eau créée est égale à 1*10^-1 mol soit 2xmax <=> 2*5.0*10^-2 mol.

C'est pour la deuxième sous-question que j'hésite...

11 - Le pH final est-il toujours acide ? Justifiez.

Le pH dépend de la quantité d'ions hydrogène H+.

Or, la quantité initiale de H+ était de 2.4 mol tandis qu'à l'état final la quantité de ions hydrogène était de 2.3 mol, soit une différence de 2.4-2.3=0.1 mol.

La quantité de ions hydrogène transformés étant peu importante, le pH final est toujours acide.

12 - Sachant que le volume est inchangé (250.0 mL), calculer les concentrations de tous les ions dissous à la fin de la transformation chimique :

c(H+)=n/V

<=> 2.3/2.500*10^-1

<=> 9.2 mol/L

Cm(H+)=c(H+)*M(H+)

<=> 9.2*1

<=> 9.2 g/L

c(Ca2+)=n/V

<=> 5.0*10^-2/2.500*10^-1

<=> 0.2 mol/L

Cm(Ca2+)=c(Ca2+)*M(Ca2+)

<=>0.2*40.1

<=> 8.02 g/L

13 - Quelle masse de CaCO3 aurait-il fallu prélever pour obtenir un mélange stœchiométrique ?

n=m/M <=> m=n*M

<=> m(CaCO3)=n(H+)*M(CaCO3)

<=>m(CaCO3)=2.4*100.1

<=>m(CaCO3)=2.4*10^2 grammes

 

 

 

 

Bonjour,

 

La suite demain. Je vais au dodo.

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Il y a 9 heures, Boltzmann_Solver a dit :

1- Quels sont les réactifs chimiques ?

Les réactifs chimiques sont les ions hydrogène H+ et le carbonate de calcium CaCO3.

Est-ce correct de dire que H2O est une espèce spectatrice bien que sa quantité de matière augmente au cours de la transformation ?

Si une molécule apparaît au cours de la réaction, elle est qualifiée de produit .

Donc si j'ai bien compris, peu importe si la molécule soit déjà présente avant transformation chimique, à partir du moment que sa quantité de matière augmente elle est considérée comme produit ?

Une espèce spectatrice est une espèce dont la quantité matière ne change pas au cours de la réaction et n'a pas d'influence sur son déroulement.

2-Quels sont les produits chimiques ?

On sait que l'eau de chaux est utilisée pour mettre en évidence la présence de CO2. Il réagit au contact de ce gaz en se troublant.

Les produits chimiques sont donc le dioxyde de carbone CO2, les ions calcium Ca2+ et l'eau H2O.

Il en manque un.

3- En déduire l'équation chimique qui correspond à la transformation étudiée.

 L'équation chimique correspondant à la transformation étudiée est : H2O + 2H+ + CaCO3 -> CO2 + Ca+2+ + 2H2O

Comme c'est à la limite du programme. Deux choses possibles. La réaction ayant lieu en milieu aqueux, on en déduit que :

- 2H3O+(aq) + CaCO3 -> CO2(g) + 3H2O(l) + Ca2+(aq) 

- 2H+(aq) + CaCO3 -> CO2(g) + H2O(l) + Ca2+(aq) Encore une fois la présence de H2O au départ n'est pas mentionné dans l'équation, pourquoi ? Et dans le cas d'une espèce chimique spectatrice, est ce qu'il aurait fallu l'intégrer à l'équation chimique ?

4- Indiquer par une phrase comment vous lisez l'équation chimique précédente.

Cette équation chimique signifie qu'une mole de H2O réagit avec deux moles de ions hydrogènes H+ et une mole de carbonate de calcium CaCO3 pour donner une mole de dioxyde de carbone CO2, une mole de ions calcium Ca2+ et deux moles d'eau H2O.

Cette équation chimique signifie que deux moles de ions hydrogènes H+ réagissent avec une mole de carbonate de calcium CaCO3 pour donner une mole de dioxyde de carbone CO2, une mole d'eau H2O et une mole d'ions calcium Ca2+.

Ok

5- Quel volume de la solution mère faut-il prélever pour préparer les 250.0 mL de la solution fille ?

f=Cm'(mère)/ Cm(fille)=V(solution fille)/V'(solution mère) <=> V'=V/f

<=> V'=250.00/10=25  mL

Il faudra prélever 25 mL de la solution mère.

Nickel !

6- Quelle verrerie faut-il utiliser au cours de cette dilution ? (le mode opératoire n'est pas demandé)

La verrerie à utiliser lors de cette dilution est un bécher, une pipette jaugée de 25 mL, une fiole jaugée de 250.00 mL ainsi qu'une poire à prélèvement (pro-pipette ! Ce n'est pas une poire à lavement quand même :p) . Même si poire, ça se dit.

D'accord, j'avais pourtant relevé ce terme dans mon manuel mais merci pour la précision !

7-  Calculer les quantités de matière initiale en CaCO3 et ions H+ :

M(CaCO3) = M(Ca) + M(C) + 3M (O)

<=> 40.1+12+3*16

<=> 40.1+12+48

<=>100.1 g*mol

n initiale (CaCO3) = m/M

<=> 5.0/100.1

<=>5.0*10^-2 mol

C = n/V <=> n=c*V

n initiale (H+)= 4.80*250*10^-3

<=> 1.2 mol

8- Quel est le réactif limitant ? Quel est le réactif en excès ? Justifier.

En utilisant les proportions stœchiométriques :

n(A)/ α = n(CaCO3)/1=5.0*10^-2

n(B)/ β =n(H+)/ 2 =1.2/2=6*10^-1

On a donc : n(A)/α<n(B)/β

Conclusion : CaCO3 est le réactif limitant et H+ est le réactif en excès.

9- Compléter le tableau ci-dessous par les quantités présentes en détaillant l'éventuel calcul : 

Etat initial :

CaCO3 : 5.0*10^-2 mol

H+ : 1.2 mol

Ca2+ : 0 mol

CO2 : 0 mol

H2O : 15.0 mol

Etat final :

CaCO3 : 0 mol

H+ : 1.2-2*5.0*10^-2 = 1.1 mol

Ca2+ : 5.0*10^-2 mol

CO2 : 5.0*10^-2 mol

H20 : 15.0 + 5*10^-2 = 15.05 mol

10 - Quelle est la quantité de matière en eau créée ? Doit-on en tenir compte dans le résultat final ? Justifiez.

La quantité de matière en eau créée est égale à 5*10^-2 mol soit xmax <=> 5.0*10^-2 mol.

C'est pour la deuxième sous-question que j'hésite...

11 - Le pH final est-il toujours acide ? Justifiez.

Le pH dépend de la quantité d'ions hydrogène H+.

Or, la quantité initiale de H+ était de 1.2 mol tandis qu'à l'état final la quantité de ions hydrogène était de 1.1 mol, soit une différence de 1.2-1.1=0.1 mol.

La quantité de ions hydrogène transformés étant peu importante, le pH final est toujours acide.

12 - Sachant que le volume est inchangé (250.0 mL), calculer les concentrations de tous les ions dissous à la fin de la transformation chimique :

c(H+)=n/V

<=> 1.1/2.500*10^-1

<=> 4.4 mol/L

Cm(H+)=c(H+)*M(H+)

<=> 4.4*1

<=> 4.4 g/L

c(Ca2+)=n/V

<=> 5.0*10^-2/2.500*10^-1

<=> 0.2 mol/L

Cm(Ca2+)=c(Ca2+)*M(Ca2+)

<=>0.2*40.1

<=> 8.02 g/L

13 - Quelle masse de CaCO3 aurait-il fallu prélever pour obtenir un mélange stœchiométrique ?

n=m/M <=> m=n*M

<=> m(CaCO3)=n(H+)*M(CaCO3)

<=>m(CaCO3)=1.2*100.1

<=>m(CaCO3)=2.4*10^2 grammes

Bonjour,

Merci beaucoup pour votre correction ! 

Je me suis aperçue de quelques erreurs dans la partie non-corrigée, que j'ai modifiées en vert.

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  • E-Bahut
Il y a 2 heures, marshmallowb a dit :

1- Quels sont les réactifs chimiques ?

Les réactifs chimiques sont les ions hydrogène H+ et le carbonate de calcium CaCO3.

Est-ce correct de dire que H2O est une espèce spectatrice bien que sa quantité de matière augmente au cours de la transformation ?

Si une molécule apparaît au cours de la réaction, elle est qualifiée de produit .

Donc si j'ai bien compris, peu importe si la molécule soit déjà présente avant transformation chimique, à partir du moment que sa quantité de matière augmente elle est considérée comme produit ? Oui (Si n augmente, on a un produit et si n diminue, on a un réactif). L'eau est nécessaire au début de la réaction mais pas comme réactif. Il sert de solvant permettant aux ions H+ d'exister sous forme d'ion H3O+. Mais ça, c'est hors de portée de seconde.

Une espèce spectatrice est une espèce dont la quantité matière ne change pas au cours de la réaction et n'a pas d'influence sur son déroulement.

2-Quels sont les produits chimiques ?

On sait que l'eau de chaux est utilisée pour mettre en évidence la présence de CO2. Il réagit au contact de ce gaz en se troublant.

Les produits chimiques sont donc le dioxyde de carbone CO2, les ions calcium Ca2+ et l'eau H2O. (OK)

Il en manque un.

3- En déduire l'équation chimique qui correspond à la transformation étudiée.

 L'équation chimique correspondant à la transformation étudiée est : H2O + 2H+ + CaCO3 -> CO2 + Ca+2+ + 2H2O

Comme c'est à la limite du programme. Deux choses possibles. La réaction ayant lieu en milieu aqueux, on en déduit que :

- 2H3O+(aq) + CaCO3 -> CO2(g) + 3H2O(l) + Ca2+(aq) 

- 2H+(aq) + CaCO3 -> CO2(g) + H2O(l) + Ca2+(aq) Encore une fois la présence de H2O au départ n'est pas mentionné dans l'équation, pourquoi ? Et dans le cas d'une espèce chimique spectatrice, est ce qu'il aurait fallu l'intégrer à l'équation chimique ?

L'eau est indiquée avec les (aq) qui signifie que ces ions sont dissous en phase aqueuse.

4- Indiquer par une phrase comment vous lisez l'équation chimique précédente.

Cette équation chimique signifie qu'une mole de H2O réagit avec deux moles de ions hydrogènes H+ et une mole de carbonate de calcium CaCO3 pour donner une mole de dioxyde de carbone CO2, une mole de ions calcium Ca2+ et deux moles d'eau H2O.

Cette équation chimique signifie que deux moles de ions hydrogènes H+ réagissent avec une mole de carbonate de calcium CaCO3 pour donner une mole de dioxyde de carbone CO2, une mole d'eau H2O et une mole d'ions calcium Ca2+.

Ok

5- Quel volume de la solution mère faut-il prélever pour préparer les 250.0 mL de la solution fille ?

f=Cm'(mère)/ Cm(fille)=V(solution fille)/V'(solution mère) <=> V'=V/f

<=> V'=250.00/10=25  mL

Il faudra prélever 25 mL de la solution mère.

Nickel !

6- Quelle verrerie faut-il utiliser au cours de cette dilution ? (le mode opératoire n'est pas demandé)

La verrerie à utiliser lors de cette dilution est un bécher, une pipette jaugée de 25 mL, une fiole jaugée de 250.00 mL ainsi qu'une poire à prélèvement (pro-pipette ! Ce n'est pas une poire à lavement quand même :p) . Même si poire, ça se dit.

D'accord, j'avais pourtant relevé ce terme dans mon manuel mais merci pour la précision !

Ce n'est pas faux mais je préfère de loin pro-pipette car c'est le nom scientifique et que poire est relativement régressif.

7-  Calculer les quantités de matière initiale en CaCO3 et ions H+ :

M(CaCO3) = M(Ca) + M(C) + 3M (O)

= 40.1+12+3*16

= 40.1+12+48

100.1 g*mol

n initiale (CaCO3) = m/M

= 5.0/100.1

5.0*10^-2 mol (OK)

Une phrase !!!!! De plus, des nombres ou des expressions ne sont pas équivalentes mais égaux !!!! On met des équivalences si et seulement si une proposition vrai donne une autre proposition vrai. Ex :

Le ciel est sans nuage à midi implique le ciel est bleu. Si la proposition : "le ciel est sans nuage à midi" est vraie alors la proposition "le ciel est bleu" est vraie aussi. Par contre la réciproque n'est pas forcément vraie car on peut avoir un ciel bleu à 13 h. Fin de la digression.

C = n/V <=> n=c*V (Que C ?) Grosse erreur qui fausse tout le reste du sujet.

n initiale (H+)= 4.80*250*10^-3

= 1.2 mol

8- Quel est le réactif limitant ? Quel est le réactif en excès ? Justifier.

En utilisant les proportions stœchiométriques :

n(A)/ α = n(CaCO3)/1=5.0*10^-2

n(B)/ β =n(H+)/ 2 =1.2/2=6*10^-1

On a donc : n(A)/α<n(B)/β

Conclusion : CaCO3 est le réactif limitant et H+ est le réactif en excès.

9- Compléter le tableau ci-dessous par les quantités présentes en détaillant l'éventuel calcul : 

Etat initial :

CaCO3 : 5.0*10^-2 mol

H+ : 1.2 mol

Ca2+ : 0 mol

CO2 : 0 mol

H2O : 15.0 mol (Ce n'est pas un réactif ou un produit, c'est un solvant. D'où la question d'après.)

Etat final :

CaCO3 : 0 mol

H+ : 1.2-2*5.0*10^-2 = 1.1 mol

Ca2+ : 5.0*10^-2 mol

CO2 : 5.0*10^-2 mol

H20 : 15.0 + 5*10^-2 = 15.05 mol

10 - Quelle est la quantité de matière en eau créée ? Doit-on en tenir compte dans le résultat final ? Justifiez.

La quantité de matière en eau créée est égale à 5*10^-2 mol soit xmax <=> 5.0*10^-2 mol.

C'est pour la deuxième sous-question que j'hésite...

11 - Le pH final est-il toujours acide ? Justifiez.

Le pH dépend de la quantité d'ions hydrogène H+.

Or, la quantité initiale de H+ était de 1.2 mol tandis qu'à l'état final la quantité de ions hydrogène était de 1.1 mol, soit une différence de 1.2-1.1=0.1 mol.

La quantité de ions hydrogène transformés étant peu importante, le pH final est toujours acide.

12 - Sachant que le volume est inchangé (250.0 mL), calculer les concentrations de tous les ions dissous à la fin de la transformation chimique :

c(H+)=n/V

<=> 1.1/2.500*10^-1

<=> 4.4 mol/L

Cm(H+)=c(H+)*M(H+)

<=> 4.4*1

<=> 4.4 g/L

c(Ca2+)=n/V

<=> 5.0*10^-2/2.500*10^-1

<=> 0.2 mol/L

Cm(Ca2+)=c(Ca2+)*M(Ca2+)

<=>0.2*40.1

<=> 8.02 g/L

13 - Quelle masse de CaCO3 aurait-il fallu prélever pour obtenir un mélange stœchiométrique ?

n=m/M <=> m=n*M

<=> m(CaCO3)=n(H+)*M(CaCO3)

<=>m(CaCO3)=1.2*100.1

<=>m(CaCO3)=2.4*10^2 grammes

Bonjour,

L'ensemble semble maîtrisé mais tu as commis une grosse erreur à la question 7 qui fausse toute la suite. Par contre, c'est un exo de première S/STI2D. Cela dit, je vais le donner à mes élèves de seconde en DM pour les grandes vacances, je pense^^.

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Il y a 4 heures, Boltzmann_Solver a dit :
Il y a 6 heures, marshmallowb a dit :

7-  Calculer les quantités de matière initiale en CaCO3 et ions H+ :

M(CaCO3) = M(Ca) + M(C) + 3M (O)

= 40.1+12+3*16

= 40.1+12+48

100.1 g*mol

n initiale (CaCO3) = m/M

= 5.0/100.1

5.0*10^-2 mol (OK)

La quantité de matière initiale de carbonate de calcium est égale à 5.0*10^-2 mol.

Une phrase !!!!! De plus, des nombres ou des expressions ne sont pas équivalentes mais égaux !!!! On met des équivalences si et seulement si une proposition vrai donne une autre proposition vrai. Ex :

Le ciel est sans nuage à midi implique le ciel est bleu. Si la proposition : "le ciel est sans nuage à midi" est vraie alors la proposition "le ciel est bleu" est vraie aussi. Par contre la réciproque n'est pas forcément vraie car on peut avoir un ciel bleu à 13 h. Fin de la digression.

C'(solution mère) = n/V <=> n=C'*V (Que C ?) Grosse erreur qui fausse tout le reste du sujet.

n initiale (H+)= 4.80*25*10^-3

= 0.12 mol

Or, la quantité de matière se conserve lors d'une dilution. La quantité de matière initiale en ions hydrogène H+ dans la solution fille d'acide est donc de 0.12 mol.

8- Quel est le réactif limitant ? Quel est le réactif en excès ? Justifier.

En utilisant les proportions stœchiométriques :

n(A)/ α = n(CaCO3)/1=5.0*10^-2

n(B)/ β =n(H+)/ 2 =0.12/2=6*10^-2

On a donc : n(A)/α<n(B)/β  J'ai encore du me tromper puisque je retombe sur ça...

Conclusion : CaCO3 est le réactif limitant et H+ est le réactif en excès

 

Bonjour,

L'ensemble semble maîtrisé mais tu as commis une grosse erreur à la question 7 qui fausse toute la suite. Par contre, c'est un exo de première S/STI2D. Cela dit, je vais le donner à mes élèves de seconde en DM pour les grandes vacances, je pense^^.

J'ai corrigé le calcul qui me semblait erroné mais la conclusion reste la même... 

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  • E-Bahut
il y a 3 minutes, marshmallowb a dit :

J'ai corrigé le calcul qui me semblait erroné mais la conclusion reste la même... 

7-  Calculer les quantités de matière initiale en CaCO3 et ions H+ :

M(CaCO3) = M(Ca) + M(C) + 3M (O)

= 40.1+12+3*16

= 40.1+12+48

100.1 g*mol

n initiale (CaCO3) = m/M

= 5.0/100.1

5.0*10^-2 mol (OK)

La quantité de matière initiale de carbonate de calcium est égale à 5.0*10^-2 mol.

Une phrase !!!!! De plus, des nombres ou des expressions ne sont pas équivalentes mais égaux !!!! On met des équivalences si et seulement si une proposition vrai donne une autre proposition vrai. Ex :

Le ciel est sans nuage à midi implique le ciel est bleu. Si la proposition : "le ciel est sans nuage à midi" est vraie alors la proposition "le ciel est bleu" est vraie aussi. Par contre la réciproque n'est pas forcément vraie car on peut avoir un ciel bleu à 13 h. Fin de la digression.

C'(solution mère) = n/V <=> n=C'*V (Que C ?) Grosse erreur qui fausse tout le reste du sujet.

n initiale (H+)= 4.80*25*10^-3

= 0.12 mol

Or, la quantité de matière se conserve lors d'une dilution. La quantité de matière initiale en ions hydrogène H+ dans la solution fille d'acide est donc de 0.12 mol.

C'est vraiment pas mal ! Tu as pensé à la conservation de la matière en plus. Je critiquerai un peu la logique de ta rédaction. En effet, tu l'appliques avant de la citer. C'est comme si tu appliquais le théorème de Pythagore sans le citer ni ses conditions initiales. Ainsi, je te propose la rédaction suivante.

Au cours d'une dilution, il y a conservation du soluté. Appliqué à l'ion H+, on peut écrire que

n_fille = n_mère

<==> n_fille = C_mere*V_mère = 4.8*0.025 = 0.12 mol

En conclusion, on dispose de 0.12 mol d'ions H+.

Ce n'est pas la seule rédaction (cf. les facteurs de dilution qui semble attendue). Mais tu auras plus la classe avec celle ci.

8- Quel est le réactif limitant ? Quel est le réactif en excès ? Justifier.

En utilisant les proportions stœchiométriques :

n(A)/ α = n(CaCO3)/1=5.0*10^-2

n(B)/ β =n(H+)/ 2 =0.12/2=6*10^-2

On a donc : n(A)/α<n(B)/β  J'ai encore du me tromper puisque je retombe sur ça... (si c'est bon, je suis allé trop vite. Mea Culpa)

Conclusion : CaCO3 est le réactif limitant et H+ est le réactif en excès

 

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Bonjour,

Voici la suite de mon DM :

9- Compléter le tableau ci-dessous par les quantités présentes en détaillant l'éventuel calcul : 

Etat initial :

CaCO3 : 5.0*10^-2 mol

H+=0.12 mol

Ca2+ : 0 mol

CO2 : 0 mol

Etat final :

CaCO3 : 0 mol

H+=0.12-2*5*10^-2 = 0.12-0.1 =0.02 mol

Ca2+ : 5.0*10^-2 mol

CO2 : 5.0*10^-2 mol

H2O= 5.0*10^-2 mol ?

10 - Quelle est la quantité de matière en eau créée ? Doit-on en tenir compte dans le résultat final ? Justifiez.

La quantité de matière en eau créée est égale à 5*10^-2 mol soit xmax <=> 5.0*10^-2 mol. Je ne comprends pas pourquoi le calcul est faux...

C'est pour la deuxième sous-question que j'hésite...

11 - Le pH final est-il toujours acide ? Justifiez.

Le pH dépend de la quantité d'ions hydrogène H+ présente.

Or, la quantité initiale de H+ était de 0.12 mol tandis qu'à l'état final la quantité de ions hydrogène était de 0.02 mol, soit une différence de 0.12-0.02=0.1 mol.

La quantité de matière finale en H+ n'est pas nulle : le pH final est donc toujours acide.

12 - Sachant que le volume est inchangé (250.0 mL), calculer les concentrations de tous les ions dissous à la fin de la transformation chimique :

c(H+)=n/V

= 0.02/2.500*10^-1

= 0.08 mol/L

Cm(H+)=c(H+)*M(H+)

= 0.08 *1

= 0.08 g/L

c(Ca2+)=n/V

= 5.0*10^-2/2.500*10^-1

= 0.2 mol/L

Cm(Ca2+)=c(Ca2+)*M(Ca2+)

= 0.2*40.1

= 8.02 g/L

13 - Quelle masse de CaCO3 aurait-il fallu prélever pour obtenir un mélange stœchiométrique ?

n=m/M <=> m=n*M

= m(CaCO3)=n(H+)*M(CaCO3)

= m(CaCO3)=0.12*100.1

= m(CaCO3)=12.012 grammes

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