Réponse:
Réaction entre le métal magnésium et l’acide chlorhydrique :
1. Utilisation de l’éprouvette remplie d’eau :
- L’éprouvette graduée permet de récupérer le dihydrogène gazeux par déplacement de liquide.
- Le dihydrogène étant plus léger que l’eau va monter dans l’éprouvette graduée et prendre la place de l’eau.
- Ainsi on peut par simple lecture déterminer la valeur du volume de dihydrogène formé au cours de l’expérience.
- Il faut faire en sorte que la pression du gaz dans l’éprouvette soit sensiblement égale à la pression atmosphérique.
- L’expérience se déroule à la pression atmosphérique si on équilibre les niveaux.
2. Test permettant de mettre en évidence le gaz dihydrogène dans l’éprouvette graduée. (dans la photo)
Le gaz qui produit une légère détonation en présence d’une flamme est le dihydrogène H2.
3. Couples oxydant réducteur mis en jeu lors de cette réaction d’oxydoréduction.
- Couple 1 : Mg2+ (aq) / Mg (s)
- Couple 2 : H+ (aq) / H2 (g)
4. Quantités initiales des réactifs.
Quantité de matière initiale de magnésium :
[tex]n {}^{0} (mg) = \frac{m}{m(mg)} = \frac{0.12}{24} [/tex]
Quantité de matière d’ions hydrogène :
- n0 (H+) = C . V = 0,50 × 40 × 10–3
- n0 (H+) ≈ 2,0 × 10–2 mol
5. Le réactif limitant.
- On peut faire l’hypothèse que la réaction est totale.
Mg (s) + 2 H+ (aq) → Mg2+ (aq) + H2 (g)
- On peut ainsi calculer l’avancement maximal pour chaque réactif :
- Hypothèse 1 : On considère que le réactif limitant est le magnésium Mg (s) :
- 5,0 × 10–3 – xmax1 => xmax1 = 5,0 × 10–3 mol
- Hypothèse 2 : On considère que le réactif limitant est l’ion hydrogène H+ (aq :
- 2,0 × 10–2 – 2 xmax2 = 0 => xmax2 = 1,0 × 10–2 mol
- xmax = xmax1 = 5,0 × 10–3 mol < xmax2
6. Détermination graphique de la valeur du volume de dihydrogène V (H2).
- Volume de dihydrogène en fin de réaction : (voir la photo )
Vf (H2) ≈ 120 mL
- Quantité de matière correspondante :
[tex]n {}^{f} (h {}^{2} ) = \frac{v {}^{f}(h {}^{2}) }{v {}^{m} } = \frac{120 \times 10 {}^{ {}^{ - 3} } }{24.0} \\ n {}^{f } =(h {}^{2} ) = 5.0 \times 10 {}^{ - 3} mol[/tex]
En fin de réaction, à l’état final, la quantité de matière de dihydrogène formé est égale à l’avancement final de réaction :
- nf (H2) = xf ≈ 5,0 × 10–3 mol
- Valeur de l’avancement final xf de la réaction :
- xf ≈ 5,0 × 10–3 mol
7- Tableau d’avancement : (voir la photo)
. Transformation totale ou non totale :
- Comme xf = xmax ≈ 5,0 × 10–3 mol
- La réaction est totale.
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Réponse:
Réaction entre le métal magnésium et l’acide chlorhydrique :
1. Utilisation de l’éprouvette remplie d’eau :
- L’éprouvette graduée permet de récupérer le dihydrogène gazeux par déplacement de liquide.
- Le dihydrogène étant plus léger que l’eau va monter dans l’éprouvette graduée et prendre la place de l’eau.
- Ainsi on peut par simple lecture déterminer la valeur du volume de dihydrogène formé au cours de l’expérience.
- Il faut faire en sorte que la pression du gaz dans l’éprouvette soit sensiblement égale à la pression atmosphérique.
- L’expérience se déroule à la pression atmosphérique si on équilibre les niveaux.
2. Test permettant de mettre en évidence le gaz dihydrogène dans l’éprouvette graduée. (dans la photo)
Le gaz qui produit une légère détonation en présence d’une flamme est le dihydrogène H2.
3. Couples oxydant réducteur mis en jeu lors de cette réaction d’oxydoréduction.
- Couple 1 : Mg2+ (aq) / Mg (s)
- Couple 2 : H+ (aq) / H2 (g)
4. Quantités initiales des réactifs.
Quantité de matière initiale de magnésium :
[tex]n {}^{0} (mg) = \frac{m}{m(mg)} = \frac{0.12}{24} [/tex]
n⁰ (Mg) ≈5×10^-3 mol
Quantité de matière d’ions hydrogène :
- n0 (H+) = C . V = 0,50 × 40 × 10–3
- n0 (H+) ≈ 2,0 × 10–2 mol
5. Le réactif limitant.
- On peut faire l’hypothèse que la réaction est totale.
Mg (s) + 2 H+ (aq) → Mg2+ (aq) + H2 (g)
- On peut ainsi calculer l’avancement maximal pour chaque réactif :
- Hypothèse 1 : On considère que le réactif limitant est le magnésium Mg (s) :
- 5,0 × 10–3 – xmax1 => xmax1 = 5,0 × 10–3 mol
- Hypothèse 2 : On considère que le réactif limitant est l’ion hydrogène H+ (aq :
- 2,0 × 10–2 – 2 xmax2 = 0 => xmax2 = 1,0 × 10–2 mol
- xmax = xmax1 = 5,0 × 10–3 mol < xmax2
6. Détermination graphique de la valeur du volume de dihydrogène V (H2).
- Volume de dihydrogène en fin de réaction : (voir la photo )
Vf (H2) ≈ 120 mL
- Quantité de matière correspondante :
[tex]n {}^{f} (h {}^{2} ) = \frac{v {}^{f}(h {}^{2}) }{v {}^{m} } = \frac{120 \times 10 {}^{ {}^{ - 3} } }{24.0} \\ n {}^{f } =(h {}^{2} ) = 5.0 \times 10 {}^{ - 3} mol[/tex]
En fin de réaction, à l’état final, la quantité de matière de dihydrogène formé est égale à l’avancement final de réaction :
- nf (H2) = xf ≈ 5,0 × 10–3 mol
- Valeur de l’avancement final xf de la réaction :
- xf ≈ 5,0 × 10–3 mol
7- Tableau d’avancement : (voir la photo)
. Transformation totale ou non totale :
- Comme xf = xmax ≈ 5,0 × 10–3 mol
- La réaction est totale.