Bonjour à tous
Je n'ai pas bien compris un exercice, j'aurais besoin de votre aide s'il vous plait
Voici l'exercice :
On introduit 5.0g d'aluminium solide AL(s) dans un erlenmeyer contenant de l'acide chlorhydrique (H3O+ + Cl-) de concentration molaire volumique [H3O+] = 0.10 mol.L-1. On observe une effervescence et la disparition du métal.
1) Ecrire l'équation bilan de la réaction observée.
2) Etablir un bilan de matière et calculer la quantité de matière d'ions oxonium H3O+ nécessaire afin de réagir complétement avec la quantité d'aluminium introduite.
3)Quel volume d'acide chlorhydrique doit-on introduire dans l'erlenmeyer pour obtenir cette quantité de matière ?
Données : AL3+/ Al; H3O+/H2; M(Al)= 27 g.mol-1
Alors pour la 1) j'ai regardé la correction mais je ne comprend pas :
Rien ne me paraît équilibré, dans le côté gauche il y a 18 H et 6 O; dans le côté droit seulement 12 H et 3O... ??
2) Pour cette question,il faut faire un tableau :
6H3O^+ + 2Al(s) ---> 3H2(g) + 3H2O + 2Al^3+ (aq)
Avant Rn n(H3O^+) n(Al) 0 excès 0
après Rn n(H30^+) n(Al) 3xmax excès 2xmax
-6xmax -2xmax
Je n'ai pas compris pourquoi H2O est en excès ??? :'( et comment on résout le calcul.
Et encore moins la question 3).
Voilà, j'espère que vous pourriez m'aider
Tu as raison, il ya une erreur dans la correction
6H3O^+ + 2Al(s) ---> 3H2(g) + 6H2O + 2Al^3+ (aq)
2) H20 est en excès car on est en solution aqueuse, il suffit de calculer le nombre de moles de H3O+, Cl- et H20 qu'il y a dans 1 Litre 'acide chlorhydrique (H3O+ + Cl-) de concentration molaire volumique [H3O+] = 0.10 mol.L-1, pour se rendre compte qu'il ya effectivement beaucoup plus d'H2O:
n H30^ = [H3O+] *V = 0,1 mol
n Cl- = [H3O+] *V = 0,1 mol
n H20 = masse/masse molaire = 1000/18=55,6 mol
Pour répondre à la question
-Il faut calculer le nombres de moles d'aluminium (5g = x moles)
-Il faut calculer le nombres de moles d'H3O^ pour réagir avec ces x moles de Al (voir équation bilan)
3) Si tu sais qu'il faut y moles de H3O^ et que l'acide à une concentration [H3O+] = 0.10 mol.L-1, combien de litre d'acide il faut pour avoir ces y moles?
Bonjour Tictac : La réaction 2 Al(s) + 6H3O+/Cl- =======> 3 H2(g) + 2 AlCl3(aq) + 6H2O AlCl3 masse moléculaire = 133,5
5g d'aluminium sont dissous dans un volume de solution HCl 0,1 molaire . Effervescence = hydrogène dégagé.
1 atome de Al va s'oxyder par la perte de 3 électrons pour former Al+++ , donc 6 électrons pour 2 Al
1 cation H+ à besoin de 1 électron pour se réduire en H . Comme on dispose de 6 électrons, 6 cations H+ feront l'affaire.
L'équation chimique est donc équilibrée.
Maintenant 2 Al nécessitent 6 H3O+/Cl- ; soit 2X27= 54g de Al et 6 moles de HCl ou 60 litres de solution HCl 0,1 molaire
5g de Al correspondent à ( 60000 ml X 5 ) : 54 = 5555,5 ml ou 5,55 litres de solution HCl 0,1 mol.
5g de Al correspondent à ( 2 X 133,5 = 267 X 5 ) : 54 = 24,7g de AlCl3.
Encore HCl + H2O =====> H3O+/Cl-
Bonnes salutations.
Merci ! Mais moi dans ma correction j'ai autre chose que je ne comprend pas trop :
2) On souhaite faire réagir totalementla quantité d'alu initialement introduite donc n(Al) -2xmax= 0
d'où n(Al)/2 = xmax. Finalement n(Al)/2 = n(H30+)/2 et c'est là que je ne comprend pas : n(H30+)= 6/2 * n(Al) = 3*m/M = 3* 5.0/27 =
C'est bizarre parce que lorsque qu'ils écrivent n(H30+) = 6/2 * n(Al) ils divisent 6 par 2 et pas n(Al) alors que c'est un produit en croix alors ils devraient le faire aussi non ?
Pourriez-vous également réexpliquer l'eau en excès ? Je n'ai pas compris s'il vous plait
Pour l'eau en excès, calcule le nombre de moles d'eau qu'il y dans un litre d'eau, sachant que de toute façon la réaction ne consomme pas d'eau, comment pourrait-elle être un élément limitant?
Pour répondre à la 2 il faut regarder les réactifs:
6H3O+ + 2Al(s)
On souhaite faire réagir totalementla quantité d'alu initialement introduite donc n(Al) -2xmax= 0, d'où n(Al)/2 = xmax
De plus d'après l'équation bilan, si n(Al) et n(H3O+) sont introduit en proportion stoechiométrique
n(Al)initial/2 = n(H30+)initial/6 pas n(H30+)/2
Tu as donc bien n(H30+)initial=6*n(Al)initial/2
Couples en présence
Al^(3+)/Al, H3O^(+)/H2
Equation électroniques (électrochimiques) correspondantes aux couples
Al^(3+)+3*e^(-)-->Al
H3O^(+)+e--> (1/2)H2+H2O
équation bilan
2*Al+6*H3O^(+) --> 2*Al^(3+)+3*H2+6*H2O
-----------------------
Tableau d'avancement de la réaction
.............2*Al+6*H3O^(+) --> 2*Al^(3+)+3*H2+6*H2O
t=0.........a.........b...........0............0......excès
t.........(a-2*x)..(b-6*x)......(2*x)......(2*x).....excès
où a=m(Al)/M(Al)=5/27=0,185 mol est le nombre de moles initial d'aluminium, b le nombre de moles d'ion H3O^(+) et x l'avancement de la réaction.
La réaction est supposée non inversible (totale) et l'avancement final égal à l'avancement maximal obtenu lors de l'épuisement d'un réactif ou des réactifs s'il sont initialement présents dans les proportions steochiométriques de la réaction.
L' aluminium aura disparu pour un avancement maximal tel que a-2*x=0 ==> x=a/2=0,185/2 mol. Le nombre se moles d'ion H3O^(+) nécessaire vaut b=6*x=3*a/2 dans ces conditions soit 3*0.185= mol=0.555 mol et il faudra un volume de 5,55 L d'une solution d'HCl 0.1 mol/L pour effectuer cette dissolution.
Remarque, l'eau étant le solvant de la solution d'acide chlorhydrique on a n(H2O) >> n(HCl) c'est la raison pour laquelle on met excès sous l'espèce H2O dans le tableau d'avancement
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