Inscription / Connexion Nouveau Sujet
DM Suivi d'une tranformation chimique
Bonjour,
Sujet
L'équation chimique de la transformation est : Mg + 2H3O+ =H2+Mg2++2H20. Elle est supposeée totale.
Un Volume V0=300mL d'acide chlorhydrique c0=2,0x10-2 et un ruban de magnésium de longueur L=4,8 cm. On suppose que le volume est constant. T=293K P0=1,009x105 Pa. M(Mg)=24,3 g/mol masse linéique µ(Mg)=1,0 g/m
I Etude Préliminaire : bilan quantitatif de la transformation étudiée
1) Calculer les quantités de matières introduites
II Suivie par pH métrie
1) Comment evolue le pH de la solution au cours de la réaction ? Justifiez
2)Calculer pH initial : pH0
3)a) Exprimez le pH mesuré : pHt en fonction de x(t), c0et V0. Utilisez les calculs précédents
III Suivie par manométrie
Vb=500mL d'acide chlorhydrique. A la date t=0 on introduit un ruban de magnésium et on bouche rapidement la balon le bouchon est relié par un tuyau de volume négligable à un manomètre. Le ballon est maintenu dans un cristallisoir plein d'eau à T=293K. On fait comme hypothèse que les gazs se comportent comme des gaz parfaits. n(t) = la quantité de matière des espèces gazeuses présentes à la date t.
1) Comment évolue la pression dans le balon au cours de la transformation ?
2)Pourquoi doit-on maintenir le balon dans l'eau ?
3)Exprimez n(air)= quantité de matière gazeuse présente initialement en fonction de P0, Vb, V0, R et T
4)a)Exprimez n(t) en fonction de x(t),P0, Vb, V0, R et T
b)Deduisez-en P(t) dans le ballon à une date t quelconque avec les mêmes données
5)Determinez la préssion finale dans le ballon : P
.On utilisera les resultats précédents.
IV Suivie par Conductimétrie
1)Expliquez qualitativement comment évolue la conductivité (
(H3O+)>(Mg2+)>(Cl-))
2)Exprimez 
(t) de la solution en fonction de x(t) et des données
3)Exprimer la conductivité en début et en fin de réaction respectivement 0 et
Reponses proposées
I
1)n(H3O+)=V0xc0=6,0x10-3
II
1) Le pH augmente car H3O+ est un acide plus fort que le Mg2+
2)pH0=-log(c0)=1,70
3)a)pHt=-log(V0xc0-x(t))
b) pH=-log(V0xc0-xmax)
III
1) La pression augmente parce que la réaction commence
2)Il faut maintenir le ballon dans l'eau pour éviter que les gaz s'échappent
3)n(air)=(P0x(V0+Vb))/(RxT)
4)a) n(t)=(P0x(V0+Vb))/(RxT)+x(t)
b)P(t)=((n(t)-x(t))xRxT)/V0+Vb
5)P=9,13 Pa
n(H3O+)-2xmax=0
xmax=n(H3O+)/2
n(H3O+)-n(H3O+)/2 =n(H3O+)/2
IV
1)la conductivité diminue car (H3O+)>(Mg2+)>(Cl-)
2)?
3)?
Voilà donc je ne sais pas quoi répondre aux deux dernières questions et je voudrais que vous vérifiez ce que j'ai mis et me corriger.
Merci de votre aide
Cordialement
Winflow
Bonsoir,
D'abord revoyons le début...
I) Préliminaires
Q1)
1)n(H3O+)=V0
c0=6,0x10-3 mol (ne pas oublier l'unité !)Oui
Et pour Mg, c'est un oubli ?
m(Mg) = L
= 4,8.10-21 = 4,8.10-2 g
D'où n(Mg) = m/M = ...
II) Suivi pH-métrique.
Q1)
Le pH augmente car H3O+ est un acide plus fort que le Mg2+
Pourquoi dites-vous cela ? Est-ce que Mg2+ est un acide ?
Le pH augmente bien mais pourquoi alors ?
Q2)
2)pH0=-log(c0)=1,70
Oui !
Q3)
pH(t) = -log(V0xc0-x(t))
Je suppose que x(t) est l'avancement de la réaction par rapport à Mg.
Si vous écrivez C0
V0 - x, c'est faux car ceci est une quantité de matière et non une concentration.
De plus, d'après votre réaction, vous consommez 2x de H3O+
La relation correcte est pH = -log( [H3O+] ) = -log( (C0
V0 - 2x)/V0 )I Q1 Pour Mg c'était bien un oubli merci =)
II Q1 dans ce cas je ne sais pas pourquoi il augmente peut etre d'après la Q1 du IV ?
II Q3 je savais bien qu'il y avais un probleme j'avais penser à diviser par V0 mais je n'était pas sur merci =)
II Q1 dans ce cas je ne sais pas pourquoi il augmente peut etre d'après la Q1 du IV ?
Vous n'avez pas affaire à une réaction acido-basique mais à une réaction d'oxydo-réduction H+/H2 et Mg2+/Mg
Et non, vous ne pouvez pas vous basez sur la partie II située après la partie I !
C'est tout bête !
Vous consommez les ion H3O+ donc leur concentration diminue, donc votre solution est moins acide, le pH augmente donc jusqu'à une valeur limite de 7 (pH neutre) !
Ainsi, et je suppose que c'est votre question 3b) que vous avez oublié d'écrire...
pH(t
) = 7 = -log(2.0.10-2 - 6,6.xmax)
D'où xmax = 3,0.10-3 mol
Partie III)
Suivi manométrique.
Q1)
1) La pression augmente parce que la réaction commence
En quoi le fait que la réaction que la réaction démarre impliquerait-elle que la pression augmente ? Pourquoi ne stagnerait-elle pas ou diminuerait-elle ?
C'est tout simple !
Vous produisez du dihydrogène H2 qui est un gaz, donc la quantité totale de gaz présent (nair initialement présent + n(H2 formé) ) dans votre ballon augmente.
Et depuis la 2nde, vous savez que si n augmente, alors P augmente !
2)Il faut maintenir le ballon dans l'eau pour éviter que les gaz s'échappent
Non, pas du tout, si vous fermez correctement votre montage, alors il n'y aura pas de fuite.
En fait, la réaction entre l'acide chlorhydrique et le magnésium est une réaction exothermique. L'eau autour du ballon sert à maintenir la température constante dans votre ballon en absorbant la chaleur dégagée.
Ce qui vous intéresse dans le suivi manométrique, c'est l'évolution de la pression P(t) en fonction de la quantité de matière n(t).
Cela implique de maintenir les deux autres paramètres V et T constants sinon, c'est irrésolvable !
Si vous ne faites pas cela, vous ne pourrez pas appliquer PV=nRT vu que nous n'aurez pas la température finale.
V0=300mL d'acide chlorhydrique
Vb=500mL d'acide chlorhydrique
Je pense que vous voulez dire que Vb est le volume du ballon soit 500mL, dans lequel vous avez ajouter V0 = 300mL d'acide, non ?
II Q3 OK j'ai compris meme si au debut j'avais pas compris le 6,6x mais en divisant par V0 j'ai compris
III Q1 Oui en effet c'est logique
Q2 il fallait le savoir que c'était une réction exothermique
Q3 Vb est bien le volume du ballon
mes formules sont donc fausses pour la Q3 c'est P0xVb/RT
4) a) n(t)=P0xVO/RT +x(t)
b) P(t)=(n(t)-x(t)xRxT/VO
5) P=17 Pa
Presque... Vous oublier que le volume de gaz n'occupe qu'un espace V = Vb - V0 = 200 mL étant donné que 300mL sur 500mL sont occupés par l'acide !
(en négligeant comme indiqué, le tuyau)
Donc n(air) = P0(Vb-V0)/RT.
Ensuite, lors de la réaction, P(t) (Vb - V0) = ntotal en gazRT = (nair + nH2)RT
n(air), vous l'avez précédemment avec Vb, PO, T et VO.
n(H2) = x(t) d'après votre équation chimique
Donc vous pouvez exprimer P(t) en fonction de x(t), P0, V0, Vb et T !
Je vous laisse le soin de corriger votre formule et ainsi, déterminer la valeur de la pression lorsque x(t) = xmax (t )
Partie IV
1)la conductivité diminue car
(H3O+)>(Mg2+)>(Cl-) Oui ! On remplace des H3O+ par des Mg2+ "moins mobiles".
Q2 et Q3)
Pas d'idée, je ne suis pas un spécialiste de la conductimétrie. Il me faut revoir en détail ! Désolé !
d'accord merci beaucoup à vous de m'avoir aider est ce que vous connaissez quelqu'un qui pourrai m'aider pour les deux dernières questions ? Merci encore =)
J'ai regardé rapidement... Ca n'a pas l'air bien compliqué !
2) Conductivité :
D'après la loi de Kohlrausch (
), on a : = 
(ziiCi) avec z, charge de l'ion
= (H30+)[H30+] + 2(Mg2+)[Mg2+] + (Cl-[/sup])[Cl-]
Il vous suffit, en vous aidant de votre équation chimique (et/ou en vous aidant du tableau d'avancement), remplacer les concentrations par leurs expressions afin de faire apparaître x(t) et que [Cl(-)] = 2.10-2 mol/L (vu que l'ion est spectateur)
Ne pas oublier que les concentrations, dans ce cas précis, doivent être exprimées en mol/m3
Triturer le tout pour obtenir une relation 'simple' entre (t) et x(t)
3) Valeurs limites
Cela découle de la Q2)
A t = 0, x(t) = 0
A t , x(t) = xmax !
Tout simplement !
Annuler
connectez vous