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Production de dihydrogène en laboratoire
Bonjour à tous,
voilà j'ai recu un devoir maison à rendre comprenant deux parties la physique et la chimie.J'ai pu faire la physique sans problème mais arriver à la chimie je bloque sur une question.J'espère que vous pourrez m'aidez à résoudre cette question en vous remerciant d'avance.Le sujet de chimie est le suivant:
Pour produire une faible quantité de dihydrogène, on peut réaliser la réaction chimique représentée par l'équation suivante:
Ca(s)+2 H2O (l)=Ca (OH)2 +H2 (g)
On introduit un volume V1=20 mL d'eau avant la réaction dans un tube contenant une masse mCa de calcium.Il se forme un solide blanc.
a) Quel est le nom de ce solide?
Le dihydrogène formé est recueilli sur une cuve à eau dans une éprouvette à gaz de volume V2=60mL
b)Déterminer la quantité de matière d'eau dans le volume V1 avant la réaction.
c)Exprimer la quantité de matière initiale de calcium nCa en fonction de la masse de calcium mCa et de la masse molaire M(Ca).
d)Calculer la quantité de matière de dihydrogène nécessaire pour remplir le tube à gaz (V2).On prendra pour volume molaire des gaz ,dans les conditions d'expérience,24L/mol .
e)En déduire la masse mCa de calcium nécessaire.
f)Montrer que l'eau est en très large excès dans l'expérience ci-dessus.
g)Dresser le tableau d'avancement de la réaction, en notant les quantités de matières présentes à l'état initial et à l'état final
Pour la question a) j'ai répondu le solide est le l'hydroxide de calcium.Mais c'est à partir de la question b) que je bloque.Je sais que la masse molaire de l'eau vaut 18mol/g Mais la l'eau est liquide et je sais pas comment procéder à part que n=m/M ne marche pas.J'attends votre aide avec impatiente.
Cordialement.
Pour la question b) je ne sais pas la formule à utiliser car n=m/M c'est pour les solide mais les liquides je ne sais pas si vous pouvez m'aider ce serait gentil.Merci.
la masse volumique de l'eau (
) est 1g/cm3 ou 1kg/dm3 ou 1000kg/m3.
1g/cm3 est l'équivalent de 1g/mL
=m/V d'où m=*V
la masse de 20 mL d'eau est
m=1*20=20g
la qté de matière est
n=m/M=20/18=1,1mol
remarque la masse molaire s'exprime en g/mol et non mol/g.
je suppose qu'il s'agit d'une erreur de frappe
Tout d'abord merci pour ta réponse elle m'est précieuse et oui il 'agit d'une erreur d'inattention.
Mais je pensais aussi à n=(u x V)/M
avec u densité de l'eau qui vaut à 1 et V en cm3.
Cette formule serait elle aussi bon?
Pour la question c) j'ai peur de me tromepr donc je préfère demander comme vous êtes gentils on me demande d'exprimer la quantité de matière nCa en fonction de mCa et M(Ca) c'est bien comme cela n=m/m c'est tout ce qu'il faut mettre?
Merci de m'avoir répondu dnas un premeir temps puis j'aimerais vous demander pour la question e) si ma façon de penser est la bonne.Pour la question d) j'ai trouvé qu'avec 60mL de diydrogène on aurait 0.0025 mol grâce à la formule n=V/Vm.Puis pour trouver la masse de calcium nécessaire utilise t-on la formule n=m/M? Car si c'est bien le cas on sait que m=n x M donc m=0.0025 x 20(MCa) et m est donc égal à 0.05g.Et ce sera ma dernière question à ce sujet je ne sais pas du tout comment faire pour montrer que l'eau est en très large excès dans cette expérience.Je vous en remercie d'avance.
Cordialement.
n(H2) exact
m(Ca) faux car M(Ca)= 40g/mol et non 20,donc m Ca =0,10g
d'après l'équation 1 mol de Ca réagit avec 2 mol d'eau.
0,0025 mol de Ca réagissent donc avec 0,005mol d'eau .Or ,initialement ,il y a 1,1 mol d'eau,d'où un large excès
Bonjour corolian, tu tu pouvais passer regarder cet exo ça serait génial : https://www.ilephysique.net/sujet-suivi-temporel-241390.html Merci 
(sinon tant pis )
Je fais moi aussi le meme DM. Pourriez vous expliquer la provenance du 20(MCa) dans ton calcul de m(Ca) (m=0,0025 x 20(MCa)) ?
je reprends ,
on recuueuille 60 mL de H2
la qté de matière de H2 est n=v/VM 60.10-3/24=2,5.10-3mol
d'après l'équation ,on obtient 1 mol de H2 quand on fait réagir 2 mol de H2O.
Pour obtenir 2.5.10-3mol de H2 il faut 5.10-3 mol d'eau .
Or on a 1,1 mol d'eau
l'eau est en large excès
pour obtenir 1 mol de H2 on fait réagir 1 mol de Ca
pour obtenir 2.5.10-3mol de H2 il faut donc 2,5.10-3mol de Ca
m(Ca)=n*M
or M(Ca)=40 g/mol voir un tableau périodique
donc m(Ca)=2,5.10-3*40=0,10g
Merci. J'aurais une autre queston sur le même sujet.
1) le H2 devient inflammable lorsque son volume atteint 4% du volume total du melange air/H2. Calculer V minimal dasn une salle de 180m3
2) Calculer la masse de H2 correspondante si l'on considere Vm=24L/mol dasn les conditions de l'experience.
3) On dispose d'une bouteille de H2 de volume V=20L et p=240.10E5 Pa . En cas de fuite de H2 peut-on obtenir une atmosphere explosive dans la salle? On suppose que l'on peut utiliser l'equation de gaz parfait et que la temperature ne varie pas
On realise la combustion explosive du H2 avec le O2 dans une eprouvette gaz de 60ml
4)Calculer le rapport V(H2)/V(O2) pour que la stoechiometrie soit respectée et calculer les volumes gazeux dans les cntp pour avoir 60ml de melange explosif
5) du point de vue de l'environnement pourrait-on envisager l'utilisation de moteurs a explosion?
Le 1) je trouve 7,2 m3 et le 2) 0,6g mais à partir de la impossible de trouver.
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