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conductivité ( chimie et spéléologie )
Bonjour - je suis entrain de faire un exercice et je bloque sur quelque questions, voici l'exercice :
Données :
- Temperature - 25°
-M(c)=12 , M(H)=1, M(0)=16, M(Ca)= 40 ( Masse molaires atomique en g.mol-1 )
Dans un ballon, on réalise la réaction entre carbonate de calcium CaCO3(s) et l'acide chlorhydrique (H30+(aq) + Cl-(aq) ). Le de dioxyde carbone formé est recueilli, par déplacement d'eau, dans une éprouvette graduée. un élève verse dans un ballon un volume Vs= 100mL d'acide chlorhydrique à 0.1mol/L. à la date t=0s, il introduit rapidement dans le ballon 2.0g de carbonate de calcium CaCO3(s). La réaction chimique étudiée peut être modélisée par l'équation : CaCO3(s) + 2H(petit 3)O+(aq) ---> Ca2+(aq) + CO2(g) + 3H(petit2)0(l).
1) Déterminer les quantités de matières initiales de chacun des réactifs.
2) Dresser le tableau d'avancement de la réaction.En déduire la valeur Xmax de l'avancement maximum. Quel est le réactif limitant.
3)La réaction précédente peut être suivie en mesurant la conductivité de la solution en fonction du temps.
a) Faire l'inventaire des ions présents dans la solution. Quel est l'ion spectateur dont la concentration ne varie pas ?
b) On observe expérimentalement une diminution de la conductivité. Connaissant les valeurs des conductivités molaires des ions à 25°c, justifier cette diminution de conductivité:
- (landa)(H30+) = 35.0mS.m2.mol-1
- (landa)(Ca2+) = 12.0mS.m2.mol-1
- (landa)(Cl-) = 7.5mS.m2.mol-1
c) Calculer la conductivité de la solution à l'instant t=0s.
d) Montrer que la conductivité est reliée à l'avancement x par la relation: σ = 4.25 - 580 x.
e) Calculer la conductivité de la solution pour la valeur maximale de l'avancement.
Réponse :
1) CaCO3, M = 100g.mol , m = 2g n=m/M = 0.02 mol
2H( petit 3)0, C = n/V, 0.1 = n/0.1 n= 0.01
2) a l'état final, le réactif limitant est soit:
- ni ( CaCO3)-xmax=0, xmax= CaCO3 = 0.02mol
- ni ( H30 ) - 2xmax = 0, xmax = H30/2 = 0.005mol
Donc le réactif limitant est 2H30
3a) 2H30+
Ca2+
CL- <--- l'ion spectateur
b) ?
c) ?
d) ?
e) ?
Tout aide serait vraiment génial - merci
les résultats sont bons mais la rédaction n'est pas toujours correcte
pour le calcul de n(H3O+),écris clairement n=C*V
n=0,1*0,1=0,01 mol
pour la recherche du facteur limitant écris
xmax=n(CaCO3)i=0,02 mol
xmax=n(H3O+)i/2=0,01/2=0,005 mol
La variation de la conductivité est due seulement à la modification des concentrations de (H3O+ et de Ca2+,puisque la cocentration en Cl- ne change pas.
en cour de réaction,1 ion Ca2+ apparait quand 2 ions H3O+
disparaissent.
comme la conductivité molaire ionique des (H3O+ est supérieure à celle des Ca2+ la conductivité décroit.
c) à t=0,quels sont les ions présents et quelle est leur concentration?
utiliser la formule de calcul de 
.attention,les concentration doivent être en mol/m3
d)quels sont les ions présents en cours de réaction?
exprimer leur qté de matière en fonction de x (sauf pour l'ion spectateur dont la qté de matière ne varie pas),puis exprimer la concentration de tous les ions.( V en m3!)
appliquer la formule de calcul de conductivité.
après simplification de la formule,on doit trouver l'expression proposée.
e)il suffit de remplacer x par la valeur de xmax
Merci beaucoup pour votre réponse.
c) t=0s , les seuls ions présenté sont les 2 ions de H30+ , leur concentration est 0.001mol/m3
mais je bloque sur l'application du formule, σ = 2(35.0x0.001) = 0.07S.m-1 ? ( σ = (landa)i .(Xi(aq)) )
à t=0 ,il y a des H3O+ (le 2 n'a aucun sens)et des Cl-
s'écrit "lambda"
=(H3O+)*[H3O+] +(Cl-)*[Cl-]
[H3O+]=0,1mol/l =(0,1*1000)mol/m3=100mol/m3
(H3O+)=35mS.m2mol-1=35.10-3.S.m2.mol-1
avec ces indications ,calcule
Poue la question suivante
voici une indication
la qté de matière de H3O+ à un instant t est
n(H3O+)=0,01-2x
H3O+ =(0,01-2x)/0,1 mol/L
=(0,01-2x)/0,1*1000 mol/m3
la participation des ions H3O+ à la conductivité est (H3O+)*[H3O+]=35.10-3*(0,01-2x)/0,1*1000
=350(0,01-2x)
à toi d'y rajouter les participations des autres ions
réponse de 21h35 exacte.
je m'arrête là.
D'autres peuvent prendre la suite car je serai absent demain
bonsoir
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