La mesure en chimie – Grandeurs physiques liées aux quantités de matière
A3
Une simulation pour valider et/ou prévoir un état final
Objectifs
– Déterminer la quantité de matière d'un solide à partir de sa masse.
– Décrire l'évolution des quantités de matière dans un système chimique lors d'une transformation en fonction de l'avancement.
– Déterminer le réactif limitant, connaissant l'équation de la réaction et les quantités initiales de réactifs. Faire un bilan de matière.
– Utiliser un logiciel de simulation pour valider un résultat ou faire une prévision.
Pré-requis
– Décrire un système chimique.
– Mettre en évidence une transformation chimique.
– Écrire l'équation de la réaction avec des nombres stœchiométriques corrects.
Le protocole proposé ci-après peut faire l'objet d'une expérience de cours ou d'une expérience filmée mais il faut disposer d'un dispositif de chauffage performant (à flamme et non électrique).
Matériel et produits
– Poudre de carbone et oxyde de cuivre(II) solide
– Balance au décigramme ou au centigramme
– Tube à essai, pince en bois
– Dispositif de chauffage
Mode opératoire
– Mesurer une masse m1 = 0,6 g de carbone et m2 = 1,6 g d'oxyde de cuivre, mélanger les deux poudres intimement et les introduire dans un tube à essai.
– Réaliser un dispositif permettant de montrer que, lors du chauffage de l'ensemble, le gaz émis est du dioxyde de carbone.
– Observer régulièrement l'évolution de l'aspect du solide dans le tube à essai.
– Mesurer régulièrement la masse m restant dans le tube à essai. Cesser de chauffer quand cette masse ne varie plus.
Observations expérimentales
Le test au dioxyde de carbone est positif. Un solide rouge apparaît dans le tube à essai. La masse de solide obtenue quand cette dernière ne varie plus est m = 1,8 g.
Questionnement possible
Exploitation avec démarche guidée
1. Décrire l'état initial du système.
2. Schématiser les différentes étapes du protocole.
3. Quelles espèces