physique dm 1ereS reaction chimique

Pages: 5 (1077 mots) Publié le: 28 décembre 2014
Exercices sur les tableaux d’avancement
Exercice I
Vous mélangez un volume V = 100 mL d'une solution de sulfate de sodium (2 Na ++ SO42-) de
concentration molaire c = 2,0.10-3 mol.L-1 et un volume V' = 50 mL de solution de chlorure de baryum
(Ba2++ 2 Cl-) de concentration molaire c' = 5,0.10-3 mol.L-1.
Vous observez la précipitation d'un solide blanc obtenu par réaction entre les ions baryumet les ions
sulfate. Rappel : un solide est électriquement neutre.
1) Donnez le nom et la formule du produit obtenu.
2) Complétez le tableau d'avancement de la réaction en expliquant sur votre feuille (3 premières lignes).
Équation
E.I. avec les valeurs

x=

En cours de
Transformation
E.F. en fonction de

xmax
=

3) Calculez l'avancement maximal de la réaction et précisez leréactif limitant.
4) Complétez l'état final du système dans le tableau précédent.
5) Calculez la masse de solide obtenu. Masse molaire du sulfate de baryum : 233,4 g.mol-1
6) Calculez la nouvelle concentration des ions baryum.
Exercice II
Vous disposez d'une masse m = 2,50 g d'un mélange constitué de poudres de zinc et de cuivre et vous
voulez déterminer le pourcentage massique de chacun desmétaux dans ce mélange grâce à une
réaction chimique. Données :
M(Zn) = 65,4 g.mol-1
Vm = 24,0 L.mol-1
Vous placez le mélange de poudres métalliques dans un ballon, vous ajoutez de l'acide chlorhydrique.
Seul le zinc est attaqué par les ions hydrogène. Le ballon, fermé hermétiquement, est relié par un raccord
à une éprouvette qui recueille le gaz qui se forme lors de l'expérience par déplacementd'eau. La pression
reste constante au cours de l'expérience.
1) Complétez les 3 premières lignes du tableau d'avancement uniquement avec des quantités de
matière indicées. Seuls les coefficients peuvent apparaître sous forme de valeur ainsi que les quantités
de matière nulles.
Équation
E.I. avec les valeurs
En cours de
Transformation
E.F. en fonction de

x=

xmax
=

2) Pour accéderaux pourcentages massiques des métaux du mélange, quel est obligatoirement le réactif
en excès ? Complétez la dernière ligne du tableau.
3) Exprimez l'avancement maximal de la réaction en fonction de la quantité de matière du réactif limitant.
4) Le volume d'eau déplacée dans l'éprouvette est de 210 mL.
a - Quel est le volume de gaz formé ?
b - Quelle est la quantité de matière de gaz formé ?c - Exprimez et calculez la masse de zinc au début de l'expérience
d - Donnez les pourcentages massiques de zinc et de cuivre dans le mélange.
e - Quelle serait la concentration de la solution d'acide chlorhydrique si la réaction se faisait dans les
conditions stoechiométriques ?

Exercices sur les tableaux d’avancement (correction)
Exercice I
Données :

(2 Na++ SO42-)
V = 100 mL
c =2,0.10-3 mol.L-1 M(BaSO4) = 233,4 g.mol-1
(Ba2++ 2 Cl-)
V' = 50 mL
c' = 5,0.10-3 mol.L-1
1) Le solide est ionique et constitué par l'association d'ion sulfate de formule SO 42- et d'ion baryum. Le
cristal électriquement neutre et associe un ion sulfate de charge -2 à un ion baryum de charge +2 donc le
sulfate de baryum a pour formule BaSO4.
2) Équation
Ba2+(aq) +
SO42-(aq)

BaSO4(s)2+
-4
2-4
E.I. avec les valeurs x = 0
n(Ba )i = 2,5.10
n(SO4 )i = 2,0.10
0
En cours de
x
n(Ba2+) = n(Ba2+)i - x
n(SO42-) = n(SO42-)i - x
n(BaSO4) = x
transformation
n(Ba2+) = 2,5.10-4 - x
n(SO42-) = 2,0.10-4 - x
n(BaSO4) = x
E.F. en fonction de xmax
n(Ba2+)f = n(Ba2+)i – xmax
n(SO42-)f = n(SO42-)i – xmax n(BaSO4)f = xmax
2,0.10-4 n(Ba2+)f = 2,5.10-4 - xmax
n(SO42-)f = 2,0.10-4- xmax n(BaSO4)f = xmax
(2,5 - 2,0).10-4 = 5,0.10-5
0
2,0.10-4
La solution de chlorure de baryum contient 1 ion baryum pour 2 ions chlorure :
[Ba2+]= c' (= [Cl-] / 2)
d'où n(Ba2+) = c'.V' = 5,0.10-3 x 5,0.10-2 = 2,5.10-4 mol
La solution de sulfate de sodium contient 2 ions sodium pour 1 ion sulfate :
[SO42-]= c (= [Na+] / 2)
d'où n(SO42-) = c.V = 2,0.10-3 x 1,0.10-1 = 2,0.10-4 mol
3)...
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