BAC S Juin 2004 (Liban)
Enseignement obligatoire
Chimie et spéléologie
Nous utiliserons les notations suivantes dans la rédaction de l'exercice : n désigne une quantité de matière m désigne une masse M désigne une masse molaire Les concentrations des espèces en solution sont notés entre crochets []
1. La densité du dioxyde de carbone par rapport à l'air est : d = M(CO2) / 29
Or M(CO2) = M(C) + 2 * M(O) d = (12 + 2 * 16) / 29 d = 1,5
La densité du dioxyde de carbone est supérieure à la densité de l'air qui est égale à 1. Le dioxyde de carbone se trouvera donc dans les endroits de la grotte indiqués sur le schéma ci-dessous.
[pic]
2. Détermination de la quantité de matière de carbonate de calcium : n(CaCO3) = m(CaCO3) / M(CaCO3) n(CaCO3) = m(CaCO3) / (M(Ca) + M(C) + 3 * M(O)) n(CaCO3) = 2,0 / (40 + 12 + 3 * 16) n(CaCO3) = 2,0.10-2 mol
Détermination de la quantité de matière des ions oxonium : n(H3O+) = [H3O+] * Vs n(H3O+) = 0,10 * 100.10-3 n(H3O+) = 1,0.10-2 mol
On a donc mélanger 2,0.10-2 mol de carbonate de calcium avec 1,0.10-2 mol d'ions oxonium.
3. D'après les nombres stoechiométriques 1 mol de carbonate de calcium réagit avec 2 mol d'ions oxonium. On a donc 5,0.10-3 mol de carbonate de calcium qui réagit avec 1,0.10-2 mol d'ions oxonium. Tous les ions oxonium seront donc consommés et le réactif limitant est le carbonate de calcium.
Remarque : on peut également calculer l'avancement maximal dans le cas où le réactif limitant serait le carbonate de calcium puis dans le cas où le réactif limitant serait les ions oxonium. L'avancement maximal est celui qui a la plus petite valeur. |Equation chimique | CaCO3(s) + 2 H3O+(aq) = Ca2+(aq) + CO2(g) + 3 H2O(l) |
|Etat du système |Avancement en mol |Quantités de matière en mol |

initial |0