Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Prévoir la couleur d'un mélange.
Bonjour à tous, j'espère que vous passez une agréable journée 
J'ai un exercice à réaliser pour lequel j'ai quelques difficultés...
Voici l'énoncé :
On effectue le mélange suivant : dans un erlenmeyer on verse 50,0mL d'une solution bleue contenant des ions cuivre Cu2+ en concentration 2,0 mol/L et 5,0g de poudre d'aluminium Al solide. On chauffe ce mélange et une réaction a lieu : les ions cuivre Cu2+ réagissent avec les atomes d'aluminium Al selon l'équation chimique :
3Cu2+(aq) + 2Al(s)→3Cu(s)+2Al3+(aq)
Les ions cuivre Cu2+ constituent la seule espèce chimique colorée susceptible de donner une teinte à la solution résultant du mélange. Ces ions donnent une teinte bleue aux solutions.
Donnée : M(Al)=27,0 g/mol.
Voici les questions :
1. De quelle couleur sera le mélange à l'état final ? Vous pourrez vous aider du tableau d'avancement.
2. Déterminer les valeurs des concentrations molaires finales des ions Cu2+ et Al3+ en supposant que le volume de solution est resté constant ?
-------
Voici le travail que j'ai réalisé :
Question 1.
Calcul de la quantité de matière de Cu2+ :
nCu2+ = C × V
nCu2+ = 2,0 × 50.10-3
nCu2+ = 0,1 mol
Calcul de la quantité de matière de Al :
n_Al=m/M
n_Al=5,0/27
n_Al=0,18 mol
Détermination de x_max :
- Supposons que Cu2+ soit le réactif limitant, alors :
nf(Cu2+) =ni (Cu2+) - coef(Cu2+) × xmax = 0
d'où xmax = (ni(Cu2+))/(coef(Cu2+)) = 0,1/3 = 0,033 mol
- Supposons que Al soit le réactif limitant, alors :
nf(Al)=ni(Al)- coef(Al) × xmax = 0
d'où xmax = (ni (Al))/(coef(Al))= 0,18/2 = 0,09 mol
0,033 mol<0,09 mol
On en déduit donc que la bonne hypothèse est la première. Cu2+ est entièrement consommé et est donc le réactif limitant.
L'avancement maximal vaut xmax = 0,09 mol.
J'ai commencé à remplir le tableau d'avancement sans grande conviction, et je ne sais pas quelles données je dois insérer pour l'état final... Comment définir la couleur du mélange à l'état final ?
Equation chimique | 3Cu2+ + 2Al → 3Cu + 2Al3+
Etat du système | Avancement | Quantité de matière
Initial | x=0mol | 0,1 | 0-18 | 0 | 0
En cours | x | 0,1-3x | 0,18-2x | 3x | 2x
Final | xmax= | | | |
Question 2.
Je pense qu'il faut utiliser la formule suivante : C=n/v, mais je ne sais pas quelles données je dois utiliser...
En espérant que vous pourrez m'aider à comprendre les éléments sur lesquels je bloque
Hellow !
Alors, y'a quelque chose qui m'échappe..
Tu dis que" 0,033 mol<0,09 mol
On en déduit donc que la bonne hypothèse est la première. Cu2+ est entièrement consommé et est donc le réactif limitant. "
Ce qui est certes bon, mais pourquoi l'avancement max serait alors 0,09 ??
Et vous n'avez pas répondu a la question 1 d'ailleurs, qui demande la couleur..
Si tout les ions CU2+ sont consommés, étant donné que c'est la seul espèce coloré, quelle sera alors la couleur de la solution ?
Pour la 2, si le volume reste constant, alors il faut bien utilisé la formule C=n/V, au cas par cas.
C'est a dire, tu calcule la quantité de matière de Cu produit(n1), et celle de Al2+ (n2)produit, tu aura donc les 2 quantité de matière et tu peux alors calculer la concentration ( sachant que le volume vaut 50mL car il reste constant !)
OK ?
mais pourquoi l'avancement max serait alors 0,09 ??
L'état final est atteint si un des réactifs a été totalement consommé : dans ce cas-là, il est limitant. Pour déterminer ce dernier il faut identifier le réactif pour lequel l'avancement maximal est le plus petit.
Hypothèse 1 : nf(Cu2+) limitant
nf(Cu2+) = ni(Cu2+) - coef(Cu2+) × xmax = 0
d'où xmax = (ni(Cu2+))/(coef(Cu2 )) = 0,1/3 = 0,033 mol
Hypothèse 2 : nf(Al) limitant
nf(Al)=ni(Al) - coef(Al) × xmax = 0
d'où xmax = (n i (Al))/(coef(Al))= 0,18/2 = 0,09 mol
On compare les valeurs de nf(Cu2+) et de nf(Al) et on constate que nf(Cu2+) < nf(Al) soit 0,033 < 0,9.
Comme 0,033 est le réactif pour lequel l'avancement est le plus petit, alors on peut dire qu'il s'agit du réactif limitant.
Et vous n'avez pas répondu a la question 1 d'ailleurs, qui demande la couleur..
Si tout les ions CU2+ sont consommés, étant donné que c'est la seul espèce coloré, quelle sera alors la couleur de la solution ?
Comme les ions cuivre Cu2+ sont la seule espèce chimique colorée susceptible de donner une teinte (bleue) à la solution résultant du mélange et comme il s'agit du réactif limitant, la coloration bleue aura disparu à la fin de la réaction.
Cependant je n'arrive pas à compléter mon tableau d'avancement...
Pour la question 2, il faut que je calcule de nouvelles quantités de matières (indépendantes de celles calculées pour la question 1) ?
Je m'excuse par avance de toutes ces questions, j'ai pas mal de difficultés pour la mise en application...
Il n'y a pas de quoi..
Alors, il n'y a rien a ajouté a ton tableau, il est complet ! ( part rajouter la derniere ligne d'xmax..)
-------------------
On sais d'une part que xmax=0,033mol.
On sais aussi qu'il se produit 3xmax de Cu et 2xmax de Al2+.
Tu peux donc en déduire combien de mol est produit pour chaque produit, et enfin calculer leur concentration en solution.
Pour la question 2 :
Calcul de la concentration molaire finale de l'ion Cu2+ :
nCu = 3xmax
nCu = 3 × 0,033
nCu ≈0,1 mol
C = n/V
C = 0,1/5,0.10-2
C = 2 mol/L
Calcul de la concentration molaire finale de l'ion Al3+ :
nAl3+ = 2xmax
nAl3+ = 2 × 0,033
nAl3+ ≈ 0,066 mol
C=n/V
C = 0,066/5,0.10-2
C = 1,32 mol/L
Annuler
connectez vous