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Niveau première
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Exercice sur les quantité de matière / concentrations molaire

Posté par
Zyckers
11-09-12 à 16:33

Bien le bonjour à vous !
Je post ce sujet d'exercice d'entraînement de Physiques-Chimie de niveau 1er S pour obtenir de l'aide :S
Cela fait 2 jours que je cherche (en plus des travaux personnels que la Terminale S demande ... eh oui, j'ai du mal avec un exo de 1er alors que je suis en terminale ^^") une solution à cette exercice dont j'ai oublié le cours. (j'ai beau le revoir, j'ai du mal ...)
Eh oui, les ions et moi c'est pas sa :'(
Donc voilà le sujet:

Les ions cuivre (II) Cu²+ réagissent avec les ions phosphate HO- et donnent un précipité d'hydroxyde de cuivre (II) de calcium Cu(OH)2.
On mélange un volume V1: 10.0 mL d'une solution de sulfate de cuivre (Cu²+ ; SO4-) de concentration C1= 5.0*10^-2 mol.L^-1 avec un volume V2: 50.0 mL d'une solution d'Hydroxyde de sodium  (Na+ ; HO-) de concentration C2= 3.0*10^-2 mol.L^-1.


1) Déterminer les concentrations initiales (avant précipitation) des ions Cu²+ et SO4²- en solution dans le mélange.

2) Même question pour les ions  Na+ et HO-.

3) Ecrivez l'équation traduisant la réaction de précipitation.

4)Déterminez les quanités de matière à l'état initial des ions Cu²+ et HO- notées respectivement n1 et n2.

5) Construisez le tableau d'avancement de la réaction. On utilisera uniquement les expressions littérales des quantités de matière.

6) Déterminez la valeur de l'avancement maximal. Quel est le réactif limitant ?

7) Déterminez la quantité de matière dez toutes les espèces chimiques en fin de réaction.

Donc pour la question 1) et 2) je trouve 5.0*10^-2 mol.L^-1 (Pour Cu²+ et SO4²-) et 3.0*10^-2 mol.L^-1  (Pour Na+ et HO-)
Pour la question 3) j'ai trouvé l'équation suivante: (Cu²+) + (2HO-)= Cu(OH)2
Pour la question 4)J'ai utilisé la formule n=C*V soit: n1= 3*10^-3 et n2= 1.8*10^-3
En ce qui concerne la question 5) j'ai fait le tableau d'avancement grâce à mon équation.
Par contre, je bloque à la question 6) et 7, je suis pomé ^^"

Donc voilà, si vous pourriez m'indiquer si mes réponse sont juste, ou, le cas contraire, m'aider à les corriger, ainsi que me permettre de repondre à la question 6) et 7), je vous en serait grandement reconnaissant
Un grand Merci d'avance ^^

Posté par
husky
re : Exercice sur les quantité de matière / concentrations molai 11-09-12 à 18:50

Bonjour,

je suis d'accord avec les réponses aux questions 1 à 3. Pour la question 4, le volume utilisé n'est pas le bon, il ne faut pas utiliser le volume total V1+V2 pour calculer n1 et n2. Pour n1, on ne s'intéresse qu'aux données de la solution 1 et pareil pour calculer n2, mais la formule est bien celle qu'il faut utiliser, donc :
  - pour n1 : n1 = C1 X V1 = 5.0 ^-4 mol
  - pour n2 : n2 = C2 X V2 = 1.5 ^-3 mol

Pour la question 6, il faut utiliser la ligne de l'état final du tableau d'avancement. Normalement, il y  :
  - dans la colonne concernant les ions Cu2+ : n1- xmax
  - dans la colonne concernant les ions HO- : n2 - 2xmax
  - dans la colonne concernant le précipité : xmax
avec xmax qui désigne l'avancement maximal (enfin, tout dépend des notations ...)
Pour calculer l'avancement maximal on résout les 2 équations :
n1 - xmax = 0     et n2 - 2xmax = 0
l'avancement maximal correspondra à la valeur de xmax la plus faible ( je trouve xmax = n1 = 5,0 ^-4 mol)
On en conclue donc que le réactif limitant sont les ions Cu2+


Enfin la question 7 :

en fin de réaction, on se retrouve en présence :
  - d'ions sulfate SO42- qui n'ont pas réagis
  - d'ions sodium Na+ qui n'ont pas réagis
  - d'ions hydroxyde HO- en excès
  - du précipité Cu(OH)2 formé
normalement, comme c'est le réactif limitant, il n'y a plus d'ions cuivre II Cu2+ en fin de réaction.

Pour les ions SO42- : ils ont été introduits en dans les même proportions que les ions Cu2+ donc n(SO42-) = n1
Pour les ions Na+ : si on introduit 2 fois plus que OH- que de Cu2+, on introduit forcément donc 2 fois plus de Na+ soit n(Na+) = n2
car en écrivant tout (ce qui est inutile sur la copie...) : Cu2+ + SO42- + 2OH- + 2Na+ -> Cu(OH)2 + SO42- + 2Na+

Pour les deux derniers calculs, on utilise encore une fois la dernière ligne du tableau d'avancement :

n(OH-)en excès = n2- 2xmax
n(Cu(OH)2) = xmax


Voilà, mais je te conseil quand même de revoir mes calculs, je peux aussi me tromper ^^
J'espère que le raisonnement est assez bien détaillé ... si non je peux répondre à tes questions si jamais tu comprends pas quelque chose

Posté par
Zyckers
re : Exercice sur les quantité de matière / concentrations molai 11-09-12 à 23:00

Un grand merci !!
J'avait effectivement un doute quand à utiliser V1+V2 ou seulement V1 ou V2 ^^"
En tout cas pour les question 6) et 7), le cours avait du mal à revenir , mais c'est bon, je comprend le fonctionnement du calcul du réactif limitant.
Encore une fois je te remercie pour ta réponse super rapide !

Bonne continuation

Posté par
Ludi
re : Exercice sur les quantité de matière / concentrations molai 07-08-17 à 15:24

Merci pour vos explications elles m'ont beaucoup aidé. (Jai eu le meme exercice a faire). Seulement je bloque sur le tableau d'avancement serait il possible de m'aider?  

Posté par
odbugt1
re : Exercice sur les quantité de matière / concentrations molai 07-08-17 à 16:26

Bonjour,

Tableau d'avancement (limité à l'état initial et à l'état final)
Ce tableau est très bien détaillé dans le post de Husky .

\large
 \\ \begin{array}{c|ccccccc}&Cu^{2+}&+&2HO^-&=&Cu(OH)_2&\\\hline Etat\;initial&n_1=C_1V_1&&n_2=C_2V_2&&0&\\\hline Etat\;final&C_1V_1-x_{max}&&C_2V_2-2x_{max}&&x_{max}&\\\end{array}
 \\

Posté par
124geeegeee
re : Exercice sur les quantité de matière / concentrations molai 09-08-17 à 05:29


Les ions cuivre (II) Cu²+ réagissent avec les ions phosphate HO- et donnent un précipité d'hydroxyde de cuivre (II) de calcium Cu(OH)2.
On mélange un volume V1: 10.0 mL d'une solution de sulfate de cuivre (Cu²+ ; SO4-) de concentration C1= 5.0*10^-2 mol.L^-1 avec un volume V2: 50.0 mL d'une solution d'Hydroxyde de sodium  (Na+ ; HO-) de concentration C2= 3.0*10^-2 mol.L^-1.

1) Déterminer les concentrations initiales (avant précipitation) des ions Cu²+ et SO4²- en solution dans le mélange.
[Cu2+]=5.0*10^-2 mol.L^-1
[SO4²-]=5.0*10^-2 mol.L^-1
2) Même question pour les ions  Na+ et HO-.
[Na+]=3.0*10^-2 mol.L^-1

3) Ecrivez l'équation traduisant la réaction de précipitation.

4)Déterminez les quanités de matière à l'état initial des ions Cu²+ et HO- notées respectivement n1 et n2.
n1=C1= 5.0*10^-2 *10.0*10^-3=5*10^-4 mol
n2= 50.0 *10^-3*3*10^-2=1.5*10^3 mol
5) Construisez le tableau d'avancement de la réaction. On utilisera uniquement les expressions littérales des quantités de matière.

6) Déterminez la valeur de l'avancement maximal. Quel est le réactif limitant ?
est ce que 2n2< ou > ou = a n1
3.10^-3>5.10^-4
Cu2+ est le réactif limitant
7) Déterminez la quantité de matière dez toutes les espèces chimiques en fin de réaction.
xmax=5.10^-4
C1V1-xmax=0 pour Cu2+
Donc pour la question 1) et 2) je trouve 5.0*10^-2 mol.L^-1 (Pour Cu²+ et SO4²-) et 3.0*10^-2 mol.L^-1  (Pour Na+ et HO-)
Pour la question 3) j'ai trouvé l'équation suivante: (Cu²+) + (2HO-)= Cu(OH)2
Pour la question 4)J'ai utilisé la formule n=C*V soit: n1= 3*10^-3 et n2= 1.8*10^-3
En ce qui concerne la question 5) j'ai fait le tableau d'avancement grâce à mon équation.
Par contre, je bloque à la question 6) et 7, je suis pomé ^^"



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