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TP Chimie N° 03 |
Suivi d’une transformation chimique. Enoncé. |
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Objectifs :
=> Étudier une transformation chimique mettant en jeu des espèces solides et gazeuses en solution aqueuse. => Mesurer des quantités de matière gazeuse à température et pression constants. => Faire un tableau d’avancement de la réaction. => Identifier le réactif limitant et prévoir l’état final du système. |
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Matériel : |
Solution d’acide chlorhydrique de concentration C = 0,50 mol / L, solution de soude de concentration C = 1,0 mol / L, un ruban de magnésium, tubes à essais, tube à dégagement, cristallisoir, éprouvette graduée de 25 mL, allumettes, gants et lunettes, bouchons. |
I- Étude qualitative de la réaction entre l’acide chlorhydrique et le magnésium.
Expérience 1 :
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- Dans un tube à essais n° 1, - Verser 2 mL de la solution d’acide chlorhydrique à 0,50 mol / L, -
Puis
introduire un petit morceau de ruban de magnésium ( - Bouchez un instant avec un bouchon. - Craquer une allumette et la présenter à l’ouverture du tube à essais n° 1 tout en enlevant le bouchon. - Puis laisser l’expérience se poursuivre. |
Expériences complémentaires :
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- Test 1 : - Prélever environ 1 mL de la solution obtenue dans un tube à essais n° 2 - Et ajouter avec précaution quelques mL de soude et observer. - Test 2 : - Dans un tube à essais n° 3, - Verser 1 mL de solution aqueuse de sulfate de magnésium. - Ajouter quelques gouttes de soude et observer. |
- Faire les schémas des différentes étapes.
- Donner la nature du gaz qui produit une légère détonation en présence d’une flamme.
- Comparer le résultat des deux tests pratiqués.
- Que peut-on en déduire ?
- Quels sont les ions formés lors de la réaction entre l’acide chlorhydrique et le magnésium ?
- écrire l’équation de la réaction qui se produit dans les tubes n° 2 et 3.
- Écrire l’équation de la transformation chimique qui se produit dans le tube n° 1 sachant que les ions chlorure ne participent pas au bilan de la réaction.
II- Étude quantitative de la réaction suivie par mesure de volume gazeux à T et P constants.
1)- Préparation du montage et calculs préliminaires.
a)- Préparer une cuve à eau. Mesurer la température de l’eau θ1 et celle de l’air ambiant θ2.
b)- Un mètre de magnésium en ruban a une
masse m1 =
-
On utilise
Déterminer la quantité de matière
n1
de magnésium utilisé.
- On donne : M (Mg) = 24,3 g / mol.
c)- Pour l’acide chlorhydrique, on utilise une éprouvette graduée de 25 mL que l’on remplit à ras bord.
- Le volume total d’acide chlorhydrique versé dans l’éprouvette est V2 = 39 mL
- et la concentration de la solution est C2 = 0,50 mol / L
Déterminer la quantité de matière
n2 d’ions
H+(aq)
contenue dans l’éprouvette.
Quel est le réactif limitant de la réaction entre le magnésium et l’acide
chlorhydrique ?
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Il faut utiliser les gants et les lunettes. |
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a)- Remplir avec précaution une éprouvette graduée de 25 mL avec une solution d’acide chlorhydrique de concentration C2 = 0,50 mol / L - Boucher l’extrémité de l’éprouvette graduée avec un carré de papier. b)- Placer le morceau de magnésium plié en deux au fond de la cuve à eau. c)- Le coiffer avec l’éprouvette remplie d’acide que l’on retourne délicatement sur la cuve à eau. - Retirer lentement le carré de papier. - Équilibrer les volumes d’eau et d’acide en rajoutant éventuellement de l’eau dans la cuve (le niveau du liquide dans l’éprouvette est plus haut que le niveau de liquide dans la cuve). |
Faire les schémas légendés des différentes étapes de
l’expérience et indiquer les observations.
Noter le volume V
de gaz en fin de réaction
- Il faut faire en sorte que la pression du gaz dans l’éprouvette soit sensiblement égale à la pression atmosphérique :
- Il faut que le niveau du liquide dans l’éprouvette soit à la même hauteur que le niveau du liquide dans la cuve.
À quelle pression se déroule l’expérience ?
Pourquoi la réaction s’arrête-t-elle ? Quel est le réactif
limitant ?
Quelles sont les causes d’incertitude sur la mesure du volume
de gaz formé ?
Calculer la valeur de la quantité de matière
n
de dihydrogène formé.
1)- Établir et remplir un tableau d’avancement de la réaction.
2)- Comparer la quantité de matière de dihydrogène obtenue n à la quantité de matière théorique nthéo. Conclure.
Schémas :
