Décapage d'un métal

[Unknown_]

Bonjour, je suis bloqué sur un exercice de physique-chimie, j'ai reussi le 1) où j'ai trouvé Al^3+ + 3H2->Al + 6H^+ mais je bloqué a partir de la question 2) : 

Une pièce d'aluminium de 100g est décapée dans 1,00L d'une solution d'acide chlorhydrique (H^+(aq) ; Cl^-(aq)). Une réaction a lieu sur la surface éliminant une partie de l'aluminium qui passe en solution. Un dégagement gazeux incolore et extrêmement inflammable est observé.

1) Déterminer l'équation de la réaction ayant lieu entre l'aluminium Al(s) et l'ion hydrogène H^+(aq).

2)Calculer la concentration maximale en quantité de matière d'ion H+(aq) pour que le décapage représente au plus 0,1% de la masse d'aluminium.

3)Pourquoi l'emploi d'ustensiles de cuisine en aluminium est-il déconseillé quand on utilise des ingrédients acides comme le vinaigre.

Données : 

Couples redox mis en jeu : 

-Al^3+(aq) / Al(s)                                           -H^+(aq) / H2(g)

[Barbidoux]

Une pièce d'aluminium de 100g est décapée dans 1,00L d'une solution d'acide chlorhydrique (H^+(aq) ; Cl^-(aq)). Une réaction a lieu sur la surface éliminant une partie de l'aluminium qui passe en solution. Un dégagement gazeux incolore et extrêmement inflammable est observé. 1) Déterminer l'équation de la réaction ayant lieu entre l'aluminium Al(s) et l'ion hydrogène H^+(aq).
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Couples en présence : Al^(3+)/Al et H^(+)/H2
équation électrochimiques  correspondantes
Al^(3+)(aq)+3*e^(-)=Al(s)
2*H^(+)(aq)+2*e^(-)=H2(g)
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Equation redox correspondante
2*Al(s)+6*H^(+)(aq)=2*Al^(3+)(aq)+3*H2(g)
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2)Calculer la concentration maximale en quantité de matière d'ion H+(aq) pour que le décapage représente au plus 0,1% de la masse d'aluminium.
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Le tableau d'avancement de la réaction a pour expression si l'on néglige les ion H^(+) apportés par la dissociation de l'eau:
...............2*Al(s)......+........6*H^(+)(aq)....=.....2*Al^(3+)(aq).....+.....3*H2(g)
t=0...........(a)........................(b)..........................(0).........................(0)
t.............(a-2x)...................(b-6x).......................(2x)......................(3x)
ou x est l'avancement de la réaction. la réaction est supposée non inversible et l'état final obtenu lors de la disparition d'un relatif limitant ou des réactifs s'ils sont initialement présent dans les proportions stœchiométriques de la réaction. On se place dans le cas où les réactifs sont initialement présent dans les proportions stoechiométriques de la réaction. Iil s'en suit que :
a-x=0 ==> a=2*x
b-6*x=0 ==> b=6*x=3*a
Dans l'exercice on veut que la masse de métal dissoute soit de 0.1% soit 0.1 g ==> a=0.1/23 et b=n(H^+)=0.3/23=0.013 mol.
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3)Pourquoi l'emploi d'ustensiles de cuisine en aluminium est-il déconseillé quand on utilise des ingrédients acides comme le vinaigre.
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Pour éviter la corrosion des ustensiles et le passage d'ions Al^(3+) dans la nourriture préparée.
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Remarque : en fait il existe peu de risque de passage d'ions Al^(3+) dans les plat acides préparés dans un ustensile en aluminium. La raisons en est que l'aluminium s'anodise au contact de l'air humide. Il se recouvre d'une pellicule d'oxyde d'aluminium compacte qui fait barrage à sa corrosion. Décaper une surface d'aluminium nécessite l'utilisation d'une solution d'acide fort assez concentrée ce qui n'est en général  pas le cas des préparation alimentaires mêmes acides.

[Unknown_]

Le 19/12/2019 à 18:09, Barbidoux a dit :

b=n(H^+)=0.3/23=0.013 mol.
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Merci beaucoup d'avoir repondu a mon sujet mais je n'ai pas bien compris d'où venait le 0,3 et le 23.

[Barbidoux]

la quantité de matière aluminium est de 1/% soit a=0.1/27 mol et il faut 3 moles d'ion H^+ pour corroder 1 mole d'aluminium donc  b=n(H^+)=0.3/27=0.013 mol.

[Unknown_]

il y a 57 minutes, Barbidoux a dit :

la quantité de matière aluminium est de 1/% soit a=0.1/23 mol et il faut 3 moles d'ion H^+ pour corroder 1 mole d'aluminium donc  b=n(H^+)=0.3/23=0.013 mol.

D'accord pour le 0,3 mais le 23, d'où vient-il ? 

[Barbidoux]

Tu as raison c'est 27 et pas 23 (faute de frappe) qu'il faut prendre comme masse molaire de l'aluminium... j'ai corrigé mon précédent message...

Le 19/12/2019 à 18:09, Barbidoux a dit :

Une pièce d'aluminium de 100g est décapée dans 1,00L d'une solution d'acide chlorhydrique (H^+(aq) ; Cl^-(aq)). Une réaction a lieu sur la surface éliminant une partie de l'aluminium qui passe en solution. Un dégagement gazeux incolore et extrêmement inflammable est observé. 1) Déterminer l'équation de la réaction ayant lieu entre l'aluminium Al(s) et l'ion hydrogène H^+(aq).
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Couples en présence : Al^(3+)/Al et H^(+)/H2
équation électrochimiques  correspondantes
Al^(3+)(aq)+3*e^(-)=Al(s)
2*H^(+)(aq)+2*e^(-)=H2(g)
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Equation redox correspondante
2*Al(s)+6*H^(+)(aq)=2*Al^(3+)(aq)+3*H2(g)
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2)Calculer la concentration maximale en quantité de matière d'ion H+(aq) pour que le décapage représente au plus 0,1% de la masse d'aluminium.
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Le tableau d'avancement de la réaction a pour expression si l'on néglige les ion H^(+) apportés par la dissociation de l'eau:
...............2*Al(s)......+........6*H^(+)(aq)....=.....2*Al^(3+)(aq).....+.....3*H2(g)
t=0...........(a)........................(b)..........................(0).........................(0)
t.............(a-2x)...................(b-6x).......................(2x)......................(3x)
ou x est l'avancement de la réaction. la réaction est supposée non inversible et l'état final obtenu lors de la disparition d'un relatif limitant ou des réactifs s'ils sont initialement présent dans les proportions stœchiométriques de la réaction. On se place dans le cas où les réactifs sont initialement présent dans les proportions stoechiométriques de la réaction. Iil s'en suit que :
a-x=0 ==> a=2*x
b-6*x=0 ==> b=6*x=3*a
Dans l'exercice on veut que la masse de métal dissoute soit de 0.1% soit 0.1 g ==> a=0.1/27 et b=n(H^+)=0.3/23=0.011 mol.
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3)Pourquoi l'emploi d'ustensiles de cuisine en aluminium est-il déconseillé quand on utilise des ingrédients acides comme le vinaigre.
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Pour éviter la corrosion des ustensiles et le passage d'ions Al^(3+) dans la nourriture préparée.
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Remarque : en fait il existe peu de risque de passage d'ions Al^(3+) dans les plat acides préparés dans un ustensile en aluminium. La raisons en est que l'aluminium s'anodise au contact de l'air humide. Il se recouvre d'une pellicule d'oxyde d'aluminium compacte qui fait barrage à sa corrosion. Décaper une surface d'aluminium nécessite l'utilisation d'une solution d'acide fort assez concentrée ce qui n'est en général  pas le cas des préparation alimentaires mêmes acides.