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Niveau seconde
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Réactif limitant

Posté par
Cadi
21-03-20 à 19:59

Bonjour pouvez vous m'aider s'il vous plaît
1.a. Pour quel(s) système(s) les ions hydrogène constituent-ils le réactif limitant ? Justifier.
b. Pour quel(s) système(s) l'hydrogénocarbonate de sodium constitue-t-il le réactif limitant ? Justifier.  
NaHCO3 (s) + H+ (aq) -----> Na+ (aq) + H2O (ℓ) + CO2 (g)

Système                   1      2    3
mNaHCO3 (en g) 1,0 2,0  4,0
VHCl (en mL)          20   20   20

1. Verser de l'acide chlorhydrique dans un erlenmeyer.
2. Ajouter dans l'erlenmeyer 4 gouttes d'hélianthine. Agiter.
3.Avec un entonnoir, verser l'échantillon d'hydrogénocarbonate de sodium dans un ballon de baudruche.
4. Placer le ballon de baudruche sur le col de l'erlenmeyer.
5. Faire passer l'hydrogénocarbonate de sodium dans l'erlenmeyer et agiter

Posté par
odbugt1
re : Réactif limitant 21-03-20 à 20:33

Bonsoir,

Questions 1.a et 1.b
Il n'est pas possible de répondre sans connaître la concentration molaire de l'acide chlorhydrique utilisé.

Ensuite ....
Que doit on faire des points 1,2,3,4,5 ?

Posté par
Cadi
re : Réactif limitant 21-03-20 à 21:13

Les autres points (1,2,3,...) c'est le protocole de l'expérience
Pour la questions 1)a) et b) nous n'avons pas d'autres informations pour calculer la concentration molaire donc je pense que la prof attend autre chose

Posté par
odbugt1
re : Réactif limitant 21-03-20 à 21:37

Désolé, mais si je ne sais pas ce qu'attend ton professeur je ne peux pas t'aider.

Posté par
Cadi
re : Réactif limitant 21-03-20 à 21:50

Je vais essayer de demander à ma prof mais merci quand même de m'avoir accorder de votre temps
Pourriez_vous m'aider s'il vous plaît pour ces autres questions (toujours en rapport avec le sujet):

5.a. Donner les espèces chimiques présentes à l'état initial (réactifs) pour les trois systèmes.

b. Pour chaque système, écrire les espèces chimiques présentes à l'état final (produits et/ou réactifs restants).

Posté par
odbugt1
re : Réactif limitant 21-03-20 à 23:49

Pour éviter les malentendus, merci de poster la totalité de l'énoncé.

Posté par
Cadi
re : Réactif limitant 22-03-20 à 00:13

> Problématique : Pouvez-vous aider ce boulanger en identifiant les réactions contenant un réactif limitant ?  

Doc 1. Le système chimique dans une transformation chimique
  Lorsque le système chimique évolue d'un état initial à un état final, il y a transformation chimique. Les espèces introduites disparaissent totalement ou partiellement : ce sont les réactifs. Des espèces nouvelles apparaissent : ce sont les produits. La transformation cesse lorsqu'un réactif disparaît : ce réactif est dit « limitant ».
  La réaction chimique modélise le passage des réactifs aux produits. Elle est symbolisée par une équation de réaction : Réactifs                                Produits

Doc 2. La réaction chimique étudiée
  Une poudre à lever est utilisée en pâtisserie pour faire gonfler les gâteaux. Elle est constituée notamment d'une espèce basique et d'une espèce acide. Au contact d'eau, les espèces acide et basique réagissent et produisent du dioxyde de carbone qui fait lever la pâte.
  La transformation qui a lieu en pâtisserie est réalisée au laboratoire avec l'hydrogénocarbonate de sodium de formule NaHCO3 pour l'espèce basique et les ions hydrogène H+ de l'acide chlorhydrique pour l'espèce acide. L'équation de la réaction s'écrit : NaHCO3 (s) + H+ (aq) --->Na+ (aq) + H2O (ℓ) + CO2 (g)

Doc 3. Protocole expérimental
1. Verser de l'acide chlorhydrique dans un erlenmeyer.
2. Ajouter dans l'erlenmeyer 4 gouttes d'hélianthine. Agiter.
3.Avec un entonnoir, verser l'échantillon d'hydrogénocarbonate de sodium dans un ballon de baudruche.
4. Placer le ballon de baudruche sur le col de l'erlenmeyer.
5. Faire passer l'hydrogénocarbonate de sodium dans l'erlenmeyer et agiter

1. a. Recopier l'équation de la réaction (doc 2.) et vérifier qu'elle est correctement ajustée.
b. L'acide chlorhydrique est une solution qui contient des ions hydrogène (H+) et chlorure (Cl-). Pourquoi les ions chlorure ne figurent-ils pas dans l'équation de la réaction ? Quel nom donne-t-on à ce genre d'ions ?
2. Justifier l'utilisation des gants et des lunettes dans le protocole (doc 5.). Appel professeur
3.a. Réaliser l'expérience pour les 3 systèmes
décrits dans le tableau ci-contre.
Système               1    2          3
mNaHCO3 (en g) 1,0 2,5 4,0
VHCl (en mL)          20    20   20

b. Noter les observations dans un tableau contenant les descriptifs suivants : couleur finale de la solution, présence ou non d'un solide et importance de l'effervescence.
Système   Couleur finale  Présence ou non d'un solide  Importance de l'effervescence
1                       rouge                  non                                                              Moyenne
2                       orange                oui                                                               Importante
3                       orange                 oui,en grande quantité                    Importante

c. Pour quel système le ballon est-il le plus gonflé ? Le ballon est moins gonflé pour le système 1, et autant pour les systèmes 2 et 3.
4. A quoi est due l'effervescence observée ?  
5.a. Donner les espèces chimiques présentes à l'état initial (réactifs) pour les trois systèmes.
b. Pour chaque système, écrire les espèces chimiques présentes à l'état final (produits et/ou réactifs restants).
6.a. Pour quel(s) système(s) les ions hydrogène constituent-ils le réactif limitant ? Justifier.
b. Pour quel(s) système(s) l'hydrogénocarbonate de sodium constitue-t-il le réactif limitant ? Justifier.  
7. Répondre à la problématique en déterminant quel système, sous-entendu quelles proportions, devra utiliser le boulanger pour faire des économies

(J'ai répondu au question de 1 à 4 et pour le reste je bloque)

Posté par
odbugt1
re : Réactif limitant 22-03-20 à 09:48

Bon, on y voit plus clair avec l'énoncé complet.

Certaines observations faites à la question 3b) permettent de répondre à la question 3a) sans avoir besoin de connaître la concentration molaire de l'acide chlorhydrique.

Par exemple :
Système 1 : Il ne reste aucun solide en fin de réaction.
Cela signifie que la totalité de l'hydrogénocarbonate de sodium solide introduit a réagi
La réaction s'est arrêtée par manque d'hydrogénocarbonate de sodium qui est le réactif limitant.
L'autre réactif (acide chlorhydrique) est donc en excès : Il en reste une fois la réaction terminée.

A partir des autres résultats de ces observations, tu peux répondre aux questions 1a) et 1b)
Penser à bien justifier les réponses

Posté par
Cadi
re : Réactif limitant 22-03-20 à 12:55

Système 2: Il y a un solide, l'effervescence est très importante donc l'hélianthine réagit et devient orange  mais l'effervescence vient de commencer, elle est dû au contact entre l' acide chlorhydrique et hydrogénocarbonate de sodium.

Système 3: Il y a une grande quantité de solide et l'effervescence est très importante, donc le ballon gonfle grâce aux gaz libéré par la réaction chimique (CO2)
1. a. Recopier l'équation de la réaction (doc 2.) et vérifier qu'elle est correctement ajustée.
NaHCO3 (s) + H+ (aq) --->Na+ (aq) + H2O (ℓ) + CO2 (g) ( rien ne change car elle est déjà ajuster)
b. L'acide chlorhydrique est une solution qui contient des ions hydrogène (H+) et chlorure (Cl-). Pourquoi les ions chlorure ne figurent-ils pas dans l'équation de la réaction ? Quel nom donne-t-on à ce genre d'ions ?
Les ions chlorure ne figurent pas dans l'équation de la réaction car c'est un ion spectateur qui n'a pas participé à la réaction chimique.
2. Justifier l'utilisation des gants et des lunettes dans le protocole (doc 5.).
Nous utilisons des gants car les produits utilisés sont corrosifs et peuvent agresser la peau, nous utilisons des lunettes car il y a risque d'explosions ou éclaboussures.

3.a. Réaliser l'expérience pour les 3 systèmes
décrits dans le tableau ci-contre.
Système               1    2          3
mNaHCO3 (en g) 1,0 2,5 4,0
VHCl (en mL)          20    20   20

b. Noter les observations dans un tableau contenant les descriptifs suivants : couleur finale de la solution, présence ou non d'un solide et importance de l'effervescence.
Système   Couleur finale  Présence ou non d'un solide  Importance de l'effervescence
1                       rouge                  non                                                              Moyenne
2                       orange                oui                                                               Importante
3                       orange                 oui,en grande quantité                    Importante

c. Pour quel système le ballon est-il le plus gonflé ? Le ballon est moins gonflé pour le système 1, et autant pour les systèmes 2 et 3.
4. A quoi est due l'effervescence observée ? Elle est dû à la réaction entre l'acide chlorhydrique et hydrocarbonate de sodium
5.a. Donner les espèces chimiques présentes à l'état initial (réactifs) pour les trois systèmes. Les espèces chimiques présentes à l'état initial sont:
acide chlorhydrique et hélianthine et hydrocarbonate

b. Pour chaque système, écrire les espèces chimiques présentes à l'état final (produits et/ou réactifs restants).
système 1:
système 2:
système 3:
6.a. Pour quel(s) système(s) les ions hydrogène constituent-ils le réactif limitant ? Justifier.
Pour le système 3 car ensuite il n'y a plus d'hydrogène pour gonfler le ballon
b. Pour quel(s) système(s) l'hydrogénocarbonate de sodium constitue-t-il le réactif limitant ? Justifier.  
Pour le système 1 car la réaction s'est arrêtée par manque d'hydrogénocarbonate de sodium qui est le réactif limitant.
7. Répondre à la problématique en déterminant quel système, sous-entendu quelles proportions, devra utiliser le boulanger pour faire des économies
( pour cette question je bloque)

Posté par
odbugt1
re : Réactif limitant 22-03-20 à 17:44

Question 1.a
Vérifier que la réaction est correctement ajustée consiste à vérifier que les éléments chimiques Na, H, C, O figurent en quantités égales dans les réactifs et dans les produits.
Il convient de vérifier aussi la conservation des charges électriques.

Question 1.b
OK

Question 2
C'est bon, même si le terme " explosion " est exagéré. Préférer " projection "

Question 4
Ta réponse n'est pas fausse, mais elle est incomplète.
Le terme d'effervescence désigne la formation de bulles gazeuses. Ce gaz est un des produits de la réaction. Il suffit de se reporter à la question 1.a pour l'identifier.
Ce gaz est …… je te laisse le trouver

Question 5.a
Les espèces chimiques présentes à l'état initial sont les mêmes pour les 3 systèmes.
D'accord pour l'acide chlorhydrique et l'héliantine, mais pas pour le bizarre "hydrocarbonate"
Toutefois l'hélianthine qui est en effet présente n'est pas un réactif car ne figure pas dans l'équation-bilan.

Question 5.b
Il faut utiliser certains des résultats obtenus dans la question 3b en se demandant pour chaque système quel a été le réactif limitant ainsi que la nature du solide (quand il est présent)

Question 6.a
Attention de ne pas confondre les ions H+ avec le gaz H2 !
Ce n'est pas  "l'hydrogène " ( tu devrais dire le dihydrogène ) qui gonfle le ballon : La réaction n'en produit pas. En réalité c'est …………………… qui gonfle le ballon.
Remarque : Dans le cas ou l'un des réactifs reste présent en fin de réaction, il ne peut pas être le réactif limitant.

Question 6.b
OK


Question 7: Pour faire des économies le boulanger a intérêt d'avoir le moins possible de réactif en trop (réactif limitant) donc ……………….

Posté par
Cadi
re : Réactif limitant 22-03-20 à 21:39

Question 4
Le gaz est l'hydrogène

Question 5.a
Donc si j'ai bien compris les espèces chimiques présentes à l'état initial sont:
acide chlorhydrique et hydrogène

Question 5.b
système 1: acide chlorhydrique (pas de solide)
système 2:  Sodium, CO2,  H20
système 3: Sodium, CO2, H2O

Question 6.a
En réalité c'est hydrocarbonate de sodium qui gonfle le ballon. C'est donc les systèmes 2 et 3

Question 7
C'est le Sodium, CO2,  H20

Posté par
odbugt1
re : Réactif limitant 22-03-20 à 23:31

Citation :
Question 4
Le gaz est l'hydrogène
Impossible, la réaction n'en produit pas. C'est un autre gaz. Lequel ?


Citation :
Question 5.a
Donc si j'ai bien compris les espèces chimiques présentes à l'état initial sont:
acide chlorhydrique et hydrogène
Ce sont les réactifs (acide chlorhydrique et hydrogénocarbonate de sodium) qui sont présents à l'état initial.


Citation :
Question 5.b
système 1: acide chlorhydrique (pas de solide)
système 2:  Sodium, CO2,  H20
système 3: Sodium, CO2, H2O
Ce sont les produits (Na+, H2O, CO2) qui sont présents à l'état final  en plus de celui des réactifs qui n'est pas le réactif limitant.


Citation :
Question 6.a
En réalité c'est hydrocarbonate de sodium qui gonfle le ballon.
Impossible : l'hydrogénocarbonate de sodium est un solide.
C'est obligatoirement un gaz qui gonfle le ballon. Lequel ?

Posté par
Cadi
re : Réactif limitant 23-03-20 à 16:28

Question 4
Une réaction chimique  se produit entre l'acide chlorhydrique et l'hydrocarbonate de sodium. Cela génère du CO2 . Ça commence à bouillonner dans la bouteille, de petites bulles se forment. Le gaz monte vers le goulot de la bouteille et est recueilli par le ballon. La pression est si grande que le ballon gonfle.

Question 6.a
C'est le CO2 qui gonfle le ballon. C'est donc les systèmes 2 et 3

Question 7
C'est le Sodium, CO2,  H20

Et je vous remercie d'avoir pris le temps de m'aider

Posté par
odbugt1
re : Réactif limitant 23-03-20 à 17:13

Citation :
Question 4
Une réaction chimique  se produit entre l'acide chlorhydrique et l'hydrocarbonate de sodium. Cela génère du CO2 . Ça commence à bouillonner dans la bouteille, de petites bulles se forment. Le gaz monte vers le goulot de la bouteille et est recueilli par le ballon. La pression est si grande que le ballon gonfle.
Oui, c'est exact.


Je reviens sur les questions 6a) et 6b) pour une meilleure justification.

D'après l'énoncé on obtient en fin de réaction :
Système 1 : Pas de solide, donc pas d'hydrogénocarbonate de sodium.
La réaction s'est arrêtée par manque de ce réactif qui est le réactif limitant.
La réponse à la question 6b) est donc le système 1.

Systèmes 2 et 3 : Présence d'un solide qui est de l'hydrogénocarbonate de sodium lequel n'a pas disparu totalement et n'est donc pas le réactif limitant.
Il en résulte que c'est l'autre réactif qui est le réactif limitant.
L'autre réactif est constitué par les ions H+ (présents dans l'acide chlorhydrique)
La réponse à la question 6a) est donc : Systèmes 2 et 3

Citation :
Question 7
C'est le Sodium, CO2,  H20
Je pense que tu n'as pas compris la question.
On te demande lequel des 3 systèmes est le plus adapté pour permettre au boulanger de faire des économies.

Posté par
Cadi
re : Réactif limitant 23-03-20 à 17:19

Question 7
C'est le système 1

Posté par
odbugt1
re : Réactif limitant 23-03-20 à 23:45

Sans justification, ta réponse n'a guère de valeur.
La bonne réponse est le système 2. A toi de le justifier.

Posté par
Cadi
re : Réactif limitant 25-03-20 à 16:59

Pour faire des économies le boulanger a intérêt d'avoir le moins possible de réactif en trop  donc c'est le système 2

Posté par
odbugt1
re : Réactif limitant 25-03-20 à 17:17

Oui,
On peut procéder par élimination :
Le boulanger cherche à produire du dioxyde de carbone pour faire lever la pâte.

Avec le système 1 le ballon qui recueille le dioxyde de carbone gonfle peu, la quantité de dioxyde de carbone produite n'est pas très importante.

Avec les systèmes 2 et 3, le ballon se gonfle davantage. La quantité de gaz obtenue est plus grande qu'avec le système 1
Les systèmes 2 et 3 produisent la même quantité de gaz puisque le ballon se gonfle de la même manière.

Pour obtenir le même résultat on a utilisé autant d'ions H+ mais moins de NaHCO3 (2,5g) dans le système 2 que dans le système 3 (4g)
C'est donc que les proportions du système 2 permettent des économies que celles du système 3 ne permettent pas.

Posté par
Cadi
re : Réactif limitant 25-03-20 à 18:44

Merci beaucoup de m'avoir aidé



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