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DM de physique-chimie coprah d'aluminium
J'ai à faire un exercice pour un DM que j'ai quasiment terminé, mais je sèche à la dernière question. Je vais rapidement vous en donner l'énoncé. Il s'agit ici de la réaction entre l'acide chlorhydrique et le coprah d'aluminium (qui contient du cuivre et de l'aluminium).
"On fait réagir m = 2.00g de coprah d'aluminium, avec un excès d'acide chlorhydrique de concentration molaire en ion H+ de valeur C = 1.00 mol/L. La réaction qui se produit a pour equation bilan :
2Al(s) + 6H+(aq) 
2Al3+(aq) + 3H2(g)
Un dispositif adapté (il y a un schéma) permet de récupérer et de mesurer le volume de dioxygène gazeux H2 formé au cours de la réaction. Lorsque la réaction s'arrête, il s'est formé V(H2)f = 267mL de dihydrogène."
Avant le prof nous donne quelques infos : 1 mole de gaz = 24.0L; le cuivre ne réagit pas avec l'acide mais l'aluminium oui, les masses molaires de H, Al, et Cu et aussi qu'il y a entre 6 et 12% d'alu dans le coprah.
Il y a en tout 6 questions et j'ai répondu à 5 questions.Je vais vous donner mes réponses (abrégées bien sur) au cas où il y ai des erreurs...
a) Comment peut-on repérer expérimentalement que la réaction est terminée ?
Lorsque les 267mL de dihydrogène ont été récupérés.
b) Pourquoi est-il nécéssaire que l'ion H+ soit en excès ? (je ne suis pas sûr de ma réponse)
Comme on ne connaît pas la quantité exacte d'aluminium dans le coprah, on ne sait pas quelle quantité d'ion H+ il faudra pour faire réagir tout l'alu.
c) Pour cette question il y a un tableau d'avancement à faire avec la réaction
Pour tf : 2Al (s) : n(Al)o - 3max
6H+ (aq) : excès
2Al3+ (aq) : 2xmax
3H2 (g) : 3xmax
d) A l'aide du texte introductif déterminer xmax; en déduire la valeur de n (pas sûr du tout)
3H2 0.267L
H2 0.089L
1 mole 24L
? 0.089L
produit en croix... ce qui donne xmax = 3.708*10-3 mol
n(Al)o - 3xmax = 0
n(Al)o - 3* 3.708*10-3 = 0
n(Al)o - 0.011 = 0
n(Al)o = 0.011 mol
e) Déterminer la masse d'aluminium pur contenu dans l'échantillon de coprah d'aluminium étudié; en déduire le % d'alu contenu dans cet alliage; Ce résultat est-il en accord avec le texte introductif ? (là je pense carrément m'être trompé)
27g 1mole (masse molaire de l'aluminium)
? 0.011 mol
produit en croix... ce qui donne 0.297g d'alu sur les 2.00g de coprah
ce qui fait 14.85% d'aluminium (mais ça ne correspond pas avec l'énoncé...)
f) Quel volume V1 d'acide chlorhydrique de concentration C1 = 2.00mol/L aurait-il fallu ajouter à l'échantillon de coprah d'aluminium afin de réaliser la réaction dans les conditions stoechiométriques ?
Alors là je comprends la question mais je vois pas du tout comment faire... J'imagine qu'il faut calculer n1 mais je vois pas...
Dans l'attente de votre réponse, merci d'avance de prendre votre temps pour m'aider.
salut 
!
a) C'est complexe de le savoir. Ton coprah d'alu est le réactif limitant. Lorsque l'alu a disparu alors ta réaction est terminée. Tu ne dois plus avoir qu'une couleur cuivrée en résidu.
Tu peux à la rigueur dire que tu n'as plus de dégagement gazeux (facile de le vérifier avec du dihydrogène, avec le test de la flamme).
b) parce-que tu dois faire réagir tout l'aluminium. Si tu n'as pas assez d'acide il peut te rester de l'alu.
c) 2Al (s) : n(Al)o - 3max
Attention, c'est -2xmax et non 3xmax
d) Abandonne le produit en croix, tu as des relations pour ça (n = V/Vm)
xmax = n(Al)/2
Or n(H2)formé = 2xmax = V/Vm = 0,267/24 = 1,1.10-2 mol
D'où xmax = (1,1.10-2)/2 = 5,6.10-3 mol
D'où n(Al) = 2*xmax = 1,1.10-2 mol
e) Là encore tu as une relation spécifique !
n = m/M
D'où m = n*M = ... g
Re et bonne année
oui erreur de frappe mais rédige comme je l'ai fait et non avec un produit en croix
e) ok
Ok merci en tout cas ça à l'air mieux que ce que j'avais fait.
Et pour la dernière question peux-tu m'éclairer ?
Quel volume V1 d'acide chlorhydrique de concentration C1 = 2.00mol/L aurait-il fallu ajouter à l'échantillon de coprah d'aluminium afin de réaliser la réaction dans les conditions stoechiométriques ?
Alors là je comprends la question mais je vois pas du tout comment faire... J'imagine qu'il faut calculer n1 mais je vois pas...
Maintenant tu te places dans le cas où tu n'as plus ni Al ni H+ à la fin de la réaction :
Tu as n(Al) - 2xmax = 0 <=> xmax1 = n(Al)/2 que tu connais et qui fait 1,1.10-2 mol
n(H+) - 6xmax = 0 <=> xmax = n(H+)/6 d'où n(H+) = 6*1,1.10-2 mol
Ainsi avec la concentration C1 et la quantité de matière tu remontes au volume V1
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