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Détermination d'un produit de réaction

Posté par
Samsco
11-04-20 à 22:37

Bonsoir, j'ai besoin de votre aide svp
Exercice :

1)  On veut préparer de l'acétylène par action de l'eau sur le carbure de calcium. Quelle est la masse de carbure de calcium qu'il faut utiliser pour obtenir 10L d'acétylène dans les CNTP.
2) On réalise en présence de catalyseur l'addition d'eau sur l'acétylène obtenu précédemment.
Quelle est la quantité du produit A obtenu sachant que le rendement de la réaction est de 80%?
3) On ajoute de la liqueur de Felhing en excès sur ce produit et on chauffe jusqu'a apparition d'un precipité rouge brique de Cu_2O.
a)Quelle est le composé B obtenu.
b)Écrire l'équation bilan de la réaction.

Réponses:
1.
CaC_2 + H_2O \to C_2H_2 + CaO

n_{(CaC_2)}=n_{(C_2H_2)}\iff n_{(CaC_2)}=\dfrac{V_{(C_2H_2)}}{Vm}=\dfrac{10}{22,4}=\dfrac{25}{56}mol

m_{(CaC_2)}=n_{(CaC_2)}×M_{(CaC_2)}=\dfrac{25}{56}×64,1=28,61g
2.

Posté par
Moco
re : Détermination d'un produit de réaction 11-04-20 à 23:11

***Bonjour***

La réaction ne produit pas CaO, mais Ca(OH)2, et il faut donc engager 2 molécules d'eau, et pas une !

Ensuite la réaction d'addition de  C2H2 sur l'eau n'est pas évidente, et vous pouvez difficilement la deviner. Elle produit de l'éthanal CH3CHO. A vous de trouver l'équation, et la quantité produite.

Posté par
Moco
re : Détermination d'un produit de réaction 12-04-20 à 12:46

Bonjour,
Pour la dernière question, qu'est-ce qu'on obtient quand on oxyde un aldéhyde ?

Posté par
Samsco
re : Détermination d'un produit de réaction 12-04-20 à 14:02

Moco @ 11-04-2020 à 23:11

***Bonjour***

La réaction ne produit pas CaO, mais Ca(OH)2, et il faut donc engager 2 molécules d'eau, et pas une !

Ensuite la réaction d'addition de  C2H2 sur l'eau n'est pas évidente, et vous pouvez difficilement la deviner. Elle produit de l'éthanal CH3CHO. A vous de trouver l'équation, et la quantité produite.

Comment savoir que je dois engager 2 molécules d'eau?

C_aC_3 + 2H_2O \to C_2H_2 + C_a(OH)_2
J'espère que la masse de carbure de calcium que j'ai trouvée est correcte.


 \\ CHCH + H_2O \to CH_3CHO

 \dfrac{n_A}{n_{(C_2H_2)}}\times100=80
 \\ 
 \\ 100n_A=80n_{(C_2H_2)}
 \\ 
 \\ n_A=\dfrac{80×\frac{28,61}{26}}{100}=0,88mol

Posté par
Moco
re : Détermination d'un produit de réaction 12-04-20 à 14:09

Bonjour,
Oui, la masse de carbure de calcium est correcte. Et on trouve bien 0.446 mole de C2H2, donc aussi 0.446 mole de CH3CHO, si le rendement est de 100%. Mais comme il est de 80%, en réalité on obtient 0.357 mole de CH3CHO.
Et l'oxydation de CH3CHO ajoute un atome O à cette molécule, ce qui forme CH3COOH, qui est l'acide acétique (appelé aussi acide éthanoïque)

Posté par
Samsco
re : Détermination d'un produit de réaction 12-04-20 à 14:20

C'est vrai je me suis trompé pour la quantité de matière de C2H2

Posté par
Samsco
re : Détermination d'un produit de réaction 12-04-20 à 14:22

L'enoncé ne parle pas d'oxydation comment savoir que c'est le cas?

Posté par
Moco
re : Détermination d'un produit de réaction 12-04-20 à 18:46

C'est vrai que ce n'est pas évident de deviner qu'il y a une oxydation. Mais bon, on ajoute une solution de sulfate de cuivre CuSO4, où le cuivre est au degré d'oxydation +2. Et il se forme un oxyde de cuivre Cu2O, où le cuivre est au degré d'oxydation +1. S'il était resté  à +2, il se serait formé CuO. Pour transformer 2 CuO en Cu2O, il faut perdre un atome O. Ce n'est pas évident, je vous l'accorde. Quand un atome se réduit, c'est qu'il en oxyde un autre.

Posté par
Samsco
re : Détermination d'un produit de réaction 12-04-20 à 21:11

Donc la liqueur de Felhing est une solution de sulfate de cuivre (CuSO4) , je ne le savais pas.

Vous dit que, dans le sulfate de cuivre, le cuivre est au dégré d'oxydation +2 , c'est général ? ( C'est à dire que le dégré du cuivre est toujours +2 dans toutes les réactions)

Comment faites vous pour connaître les produits que ces réactions donnent en fonction des dégrés d'oxydation ?

Désolé pour toute mes questions

Posté par
Moco
re : Détermination d'un produit de réaction 12-04-20 à 21:40

La liqueur de Fehling est une solution contenant du sulfate de cuivre CuSO4, et un grand excès de tartrate de sodium ainsi que un peu de NaOH. On ne peut pas le deviner. Cette recette a été inventée par Fehling au 19ème siècle pour reconnaître les aldéhydes. Un mélange de liqueur de Fehling et d'un aldéhyde donne un précipité jaune-orangé d'oxyde de cuivre Cu2O. Le terme de "liqueur" est un résidu du 19ème siècle. Aujourd'hui, on l'appellerait "solution" et pas "liqueur", car ce terme de liqueur désigne aujourd'hui une boisson alcoolique.
Je le sais parce que je suis un professeur de chimie à la retraite, et que je l'ai enseigné à mes étudiants pendant toute ma carrière.  Je trouve même étrange qu'on vous donne à résoudre un problème concernant une solution dont vous ignorez la composition.

Posté par
Samsco
re : Détermination d'un produit de réaction 12-04-20 à 22:04

D'accord ,nous ne faisons pas de cours pratiques ,que de la théorie !

Posté par
Moco
re : Détermination d'un produit de réaction 12-04-20 à 22:11

C'est dommage que vous ne faites pas de  pratique en classe. Mais c'est vrai que beaucoup de maîtres rechignent à faire des expériences en classe, parce que cela les oblige de prendre du temps pour laver la verrerie à la fin du cours. Moi j'étais un expérimentateur convaincu cu.
Ceci dit, c'est vrai que le cuivre fait presque toujours des composés où il apparaît au degré d'oxydation +2. Mais ce  n'est pas le cas dans le fameux oxyde de cuivre Cu2O, qui apparaît dans le test de Fehling.

Posté par
Moco
re : Détermination d'un produit de réaction 12-04-20 à 22:13

J'aurais dû me relire. Il subsiste un stupide jeu de mots la fin de mon premier paragraphe.

Posté par
Samsco
re : Détermination d'un produit de réaction 12-04-20 à 22:18

Ok.

3.a) c'est un aldéhyde

Posté par
Samsco
re : Détermination d'un produit de réaction 12-04-20 à 22:22

3b)

CH_3-CHOH \to CH_3-COOH

Posté par
Moco
re : Détermination d'un produit de réaction 13-04-20 à 10:55

Bonjour,
Oui. 3a) est un aldéhyde. Mais on peut être plus précis et dire de quel aldéhyde il s'agit. C'est l'éthanal CH3CHO, ou acétaldéhyde. Attention à la terminaison ! Ne pas confondre ethanal avec l'éthanol, qui est l'alcool ordinaire ! Et attention à la formule ! Ce nest pas CH3-CHOH comme tu l'écris, mais CH3CHO.

Quant à B, c'est un acide, et un acide obtenu par oxydation de l'éthanal. C'est l'acide éthanoïque CH3COOH, qu'on appelle aussi acide acétique. L'équation de principe est :  CH3CHO + O ->  CH3COOH. Mais en réalité, il n'y a pas un atome d'oxygène tout seul qu'on peut faire intervenir pour réagir avec l'éthanal. Je me demande si tu dois citer d'où vient cet atome d'oxygène, car c'est un peu difficile. Et son origine est dans le sulfate de cuivre CuSO4 qu'il y a dans la liqueur de Fehling.

A tout hasard, tu peux essayer de dire que la liqueur de Fehling contient du CuSO4 qui réagit avec NaOH et CH3CHO. L'équation bilan est :

2 CuSO4 + 4 NaOH + CH3CHO --> CH3COOH  +  Cu2O + 2 Na2SO4  +  2 H2O

Posté par
Samsco
re : Détermination d'un produit de réaction 13-04-20 à 12:53

Je ne pense pas que je
c'est autorisé d'écrire tout ça comme réponse mais moi je ne saurais pas écrire cette équation tout seul car je ne sais quelle produits de forme après l'acide ethanoique quand on faire réagir l'éthanal dans la liqueur de Felhing ( c'est dire que je n'aurai jamais pu trouver: 2Na_2SO_4 et 2H_2O ,pour Cu2O , l'énoncé en parle déjà.

Posté par
Samsco
re : Détermination d'un produit de réaction 13-04-20 à 12:55

En je ne connais pas le nombre de molécule qu'on doit engager dans la réaction.
Je vous avais posé la question dans mon message d'hier à 14h02

Posté par
Samsco
re : Détermination d'un produit de réaction 13-04-20 à 12:58

En J'ai remarqué quand il s'agit des oxydations ménagés ,les livres que j'utilise ne font pas intervenir l'oxygène (O) dans l'écriture de l'équation bilan de la réaction

Posté par
Samsco
re : Détermination d'un produit de réaction 18-04-20 à 12:37

Bon vu que ça fait un peu longtemps Mr moco ne s'est pas connecté ,j'ai besoin de votre aide  

Posté par
vanoise
re : Détermination d'un produit de réaction 18-04-20 à 13:45

Bonjour Samsco
Tu en es où exactement de tes réflexions ? Qu'est-ce qui te bloque exactement ?

Posté par
Samsco
re : Détermination d'un produit de réaction 18-04-20 à 16:07

La dernière question ( équation bilan)
Est ce que les couples ox/Red mis en jeu sont : Cu2O/Cu^{2+} et CH3CHO/CH3COOH ?

Posté par
vanoise
re : Détermination d'un produit de réaction 18-04-20 à 17:18

C'est bien cela. Il faut commencer par équilibrer les deux demies réactions en faisant intervenir des électrons et des ions hydroxyde par la liqueur de Fehling est un milieu basique. Il faut donc équilibrer les demies réactions avec HO- et non avec H+ comme cela se fait souvent.
Autre remarque : puisque le milieu est basique, l'éthanal n'est pas oxydé en acide éthanoïque (comme écrit par moco)  mais en sa base conjuguée, l'ion éthanoate.
Attention : tu parles de couple oxydant/réducteur : il faut donc nommer l'oxydant en premier. Tu as ici les couples Cu2+/Cu2O et CH3CHO/CH3COO-.
Demie équation d'oxydation de l'éthanal :
CH3CHO + .... CH3COO- + ...
Demie équation de réduction des ions cuivre(II) :
Cu2+ + ... Cu2O + ...
Je te laisse compléter puis écrire l'équation d'oxydo réduction. Bien entendu, inutile de faire intervenir dans l'équation bilan les ions spectateurs, tels que les ions sodium...

Posté par
Samsco
re : Détermination d'un produit de réaction 18-04-20 à 19:59

Ok , en réalité je ne pas faire la différence entre l'oxydant et le réducteur.

Demi-équation d'oxydation de l'ethanal
(CH3CHO +3OH-   → CH3COO- + 2H2O +2e-)

Demi-équation de réduction des ions cuivres (II)
2Cu2+ + 2HO-  +2e- → Cu2O + H2O

Équation bilan de la réaction :

CH3CHO + 5HO- + 2Cu2+ →  CH3COO- + 3H2O + Cu2O

Posté par
vanoise
re : Détermination d'un produit de réaction 18-04-20 à 20:04

Parfait ! Tu vas avoir un cours détaillé sur l'oxydo réduction plus tard dans ton programme.

Posté par
Samsco
re : Détermination d'un produit de réaction 18-04-20 à 20:16

Ok

Posté par
Samsco
re : Détermination d'un produit de réaction 18-04-20 à 20:16

Merci



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