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Niveau première
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Vinaigre et acide éthanoïque

Posté par
WhatElsee
06-10-09 à 17:03

Bonjour à tous. Je suis actuellement en Première S, et j'ai un petit problème avec le quatrième exercice de mon devoir de Physique, qui est à rendre demain.
Voici l'énoncé :
Le vinaigre contient de l'acide éthanoïque de formule CH3CO2H. On réalise la réaction entre 4,2 g d'hydrogénocarbonate de sodium (NAHCO3(s)) et 14 mL de vinaigre à 6,0°. Il se forme du dioxyde de carbone et de l'eau. L'équation de la réaction est la suivante :
                                  CH3CO2H (l) + NAHCO3 => CH3COO- (aq) + CO2 (g) + H2O (l)

1) Déterminer la concentration molaire en acide éthanoïque de ce vinaigre.
2) Sachant que l'acide éthanoïque est le réactif limitant, déterminer le volume de dioxyde de      carbone formé à température et pression ambiante.
3) Déterminer la masse d'hydrogénocarbonate de sodium en excès.

Données : Un vinaigre à x degrés contient x% en volume d'acide éthanoïque et sa densité est égale à 1.

Pour la première question, j'ai calculé la masse molaire moléculaire de l'acide éthanoïque, qui est de 60 g/mol. Puis j'ai calculé sa quantité de matière : n=m/M, n=4,2/60=0,07 mol. Mais je me demande si c'est bien le 4,2 qu'il faut mettre ... Et ensuite je voudrais calculer la concentration molaire en utilisant c=n/V. Mais le problème c'est ce que je ne vois pas vraiment ce que je peux mettre pour V ...

Pour la deuxième question, je pensais utiliser la formule V=n*Vm , ce qui donnerait 0,07*24,0 = 1,68 L

Pour la troisième question, je ne vois pas du tout comment faire.

En espérant que vous pourrez m'aider, je vous remercie d'avance.

Posté par
Barbidoux
re : Vinaigre et acide éthanoïque 06-10-09 à 18:28

Le vinaigre contient de l'acide éthanoïque de formule CH3CO2H. On réalise la réaction entre 4,2 g d'hydrogénocarbonate de sodium (NAHCO3(s)) et 14 mL de vinaigre à 6,0°. Il se forme du dioxyde de carbone et de l'eau. L'équation de la réaction est la suivante :
                                  CH3CO2H (l) + NAHCO3 => CH3COO- (aq) + CO2 (g) + H2O (l)

1) Déterminer la concentration molaire en acide éthanoïque de ce vinaigre.
2) Sachant que l'acide éthanoïque est le réactif limitant, déterminer le volume de dioxyde de carbone formé à température et pression ambiante.
3) Déterminer la masse d'hydrogénocarbonate de sodium en excès.

Données : Un vinaigre à x degrés contient x% en volume d'acide éthanoïque et sa densité est égale à 1.
----------------
Donc le vinaigre à 6°contient 60 mL d'acide acide éthanoïque par litre et, si l'on admet que la densité 1 qui est donnée est la densité relative du vinaigre à la température de l'expérience alors la masse volumique de l'acide éthanoïque vaut 1 g/mL et le vinaigre à 6°contient 60 g/L d'acide acide éthanoïque et sa concentration molaire vaut 1,0 mol/L
----------------
.................CH3CO2H (aq) + NaHCO3(s) => CH3COO- (aq) + CO2 (g) + H2O (aq)
t=0..............(a)..................(b).................(0)............(0)...........excès
t..............(a-x)................(b-x).................(x)............(x)...........excès
où a=n(CH3CO2H)=C*V=0,014 mol est le nombre de moles initial d'acide acétique, b=m(NaHCO3)/M(NaHCO3)=4,2/84=0,05 mol est le nombre de moles initial d'hydrogénocarbonate de sodium. La réaction est supposé totale et l'avancement final égal à l'avancement maximal obtenu lors de la disparition d'un réactif ou des deux s'ils sont initialement présent dans les proportions stoechiométriques de la réaction. On se trouve dans le cas où a>b et le réactif limitant est l'hydrogénocarbonate de sodium.

.................CH3CO2H (aq) + NaHCO3(s) => CH3COO- (aq) + CO2 (g) + H2O (aq)
tfin............(a-b)................(0).................(b)............(b)...........excès

Le comportement du dioxyde de carbone étant assimilé à celui d'un gaz parfait, le volume de dioxyde de carbone formé à température et pression ambiante vaut V=b*R*T/P  (la pression et la température ambiante ne sont pas données, attention R=8,314 J mol^(-1) K^(-1) lorsque P est en Pa et T en K (=t°C+273,15).

La masse d'hydrogénocarbonate de sodium en excès vaut m=(a-b)*M(NaHCO3)=(0,05-0,014)*84=3,024 g

Posté par
vnc
vinaigre et acide 06-10-09 à 18:36

bonjour,
pour la première question la démarche est juste mais ce n'est pas cela les 4,2g sont ceux de NaHCo3 la seul donne est le volume est le degré du vinaigre (donc la quantité de vinaigre)
pour la question 2 je ne vois pas trop pq tu utilises cette formule on sait que le réactif limitant est l'acide donc en regardant l'équation on sait qu'il ne se formera pas plus que n(acide) donc n(gaz)
et pour la dernière question il suffit de calculer n total de NaHCO3 a partir de cette valeur on sait qu il faut n mole d'acide réagissent avec n mole de Na
(voir la stœchiométrie de la réaction)
j'espère que les réponses sont claires

Posté par
coriolan
re : Vinaigre et acide éthanoïque 06-10-09 à 18:37

d'après la définition donnée ,il y a 6 mL d'acide éthanoique dans 100mL de vinaigre.
Puisque d=1,il y a 6g d'acide dans 100mL de vinaigre soit 60g/L
n(acide)=m/M=1mol/L
calcule n d'acide dans 14 mL
calcule n(NaHCO3)  dans 4,2g de NaHCO3.
Tu en déduis n(HCO3-)
Fais un tableau d'avancement
Calcule xmax pour répondre aux questions 2 et 3

Posté par
coriolan
re : Vinaigre et acide éthanoïque 06-10-09 à 18:39

c'est un tir presque groupé

Posté par
WhatElsee
re : Vinaigre et acide éthanoïque 06-10-09 à 20:57

Merci à vous trois pour ces réponses très complètes. Je pense que je vais réussir à rendre quelque chose de bien.

Bonne soirée !



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