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Oxydoréduction

Posté par
LAPHYSIQUE
26-08-18 à 21:51

Bonjour TOUT LE MONDE,
Je fais le cned cette année, et à l'un des exercices je ne suis pas du tout sûre de mes réponses. Alors si qqun pouvait m'aider je vous remercie d'avances!
Voici l'énoncé :

On fait réagir une masse m=1.0g de fer en poudre avec un volume V=20 mL d'une solution d'acide chlorhydrique de concentration C=2.0 mol.L-1.On observe un dégagement gazeux et l'apparition d'une coloration vert pale dans la solution.
Le gaz est identifié en présentant une allumette enflammée.Il se produit une légère explosion (aboiement).
Les ions responsables de la coloration sont identifiés en faisant réagir avec un peu de solution,une solution d'hydroxyde de sodium. On obtient alord un précipité vert.

1) Indiquez les couples rédox mis en jeu dans cette réaction.

2) Ecrire l'équation de la réaction d'oxydoréduction entre le fer et la solution acqueuse d'acide chlorhydrique.

3) Déterminez les quantités de matieres initiales des réactifs.

4) Constuisez le tableau d'avancement de la réaction.

5) Deduisez le volume de gaz dégagé en fin de réaction.

6) Quelle est l'énergie libérée par la combustion de cette quantité d'hydrogène ?


Données:

Dans les conditions de l'expérience Vm=24.0 L/mol et M(Fe) = 55.8g/mol.

L'hydrogène peut intervenir dans le couple redox H+(aq)/H2.

Energie massique de combustion du dihydrogène : 0.14J/g.

Donc à la question 1) j'ai répondu: Fe2+/Fe et H+/H2

2) Fe+2H+ ---> Fe2+ + H2

3) nFe = m/M = 1.0/55.8 = 1.8*10^-3 mol
nH+ = C*V = 2.0*20*10^-3 = 4.0*10^-2 mol

4) Je ne sais pas comment faire pour insérer le tableau😅. Finalement jai trouvé que xmax = 1.8*10^-3 et dpnc que le reactif limitant est le fer...

5) et la justement je suis pas du tout sûre pour trouver le volume jai utilisé la formule V= n/C = 1.8*10^-3/2.0 = 9.0*10^-4 L  mais ce resultat me paraît etrange ...

6) puis la question 6 je n'ai aucune piste de résolition ...

Voila si quelques personnes courageuses pouvaient m'aider s'il vous plait! Je vous remercie d'avance !

Posté par
odbugt1
re : Oxydoréduction 26-08-18 à 22:31

Bonjour,

Tes réponses aux questions 1 et 2 sont exactes.

A la question 3, tu as commis une erreur de calcul : n(Fe) = 1,0/55,8 = 1,8.10-2 mol et non 1,8.10-3 mol

Il en résulte ( à la question 4 ) que xmax = 1,8.10-2 mol  et c'est tout de même le Fer qui est le réactif limitant.

Question 5 : Le tableau d'avancement permet de connaître la quantité de matière (nombre de moles) de dihydrogène formé.
Or ce dihydrogène formé étant gazeux, on peut facilement calculer le volume qu'il occupe puisque l'énoncé fournit le volume occupé par une mole de gaz (quel que soit ce gaz )

Question 6 :
Calculer d'abord la masse de dihydrogène formé. Rappel M(H2) = 2,0g/mol
Utiliser ensuite la donnée de l'énoncé qui indique que 1g de dihydrogène fournit en brûlant 0,14J

Posté par
LAPHYSIQUE
re : Oxydoréduction 26-08-18 à 22:48

Mercii beaucoup !

Donc pour la 5) ca fait V = 1.8*10^-2*24.0 = 0.432 L
Et la 6) on utilise m = n* M = 1.8*10^-2* 2.0 = 0.036 g
Puis E = 0.036*0.14 = 5.04*10^-3 J

Posté par
odbugt1
re : Oxydoréduction 26-08-18 à 22:49

Tableau d'avancement simplifié :

\large 
 \\ \begin{array}{l|ccccccc}&Fe_{(s)}&+&2H^+_{(aq)}&=&Fe^{2+}_{(aq)}&+&H_2_{(g)}\\\hline Etat\;initial\;(mol)&0,018&&0,04&&0&&0\\\hline Etat\;final\;(mol)& 0,018-x_{max}&& 0,04-2x{max}&& x_{max}&& x_{max}\\\end{array}
 \\

On y constate que n(H2) à l'état final = xmax

Posté par
odbugt1
re : Oxydoréduction 26-08-18 à 22:52

Citation :
Donc pour la 5) ca fait V = 1.8*10^-2*24.0 = 0.432 L
Et la 6) on utilise m = n* M = 1.8*10^-2* 2.0 = 0.036 g
Puis E = 0.036*0.14 = 5.04*10^-3 J


Exact !

Pour V(H2) : 2 chiffres significatifs suffisent :
V(H2) = 0,43L

Posté par
LAPHYSIQUE
re : Oxydoréduction 26-08-18 à 22:52

Oui jai trouvé le même tableau d'avancement ! Cest rassurant ouff
Est ce que la question 5 et 6 sont bonnes sinon s'il vous plait ?

Posté par
LAPHYSIQUE
re : Oxydoréduction 26-08-18 à 22:53

Ahh non cest bon je vous remercie énormément de votre aide !! Et oui pour les chiffres significatifs



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