Avancement d'une solution?

[invite63cd4f66]

Bonjour tout le monde

Déjà , joyeux Noel à tous .

Je viens re-solliciter votre aide pour un autre exercice de DM qui me pose relativement problème bien qu'il paraisse simple et "banal" au départ.

Voici l'énoncé :
L'aluminium réagit avec les ions H+ (aq) pour donner des ions aluminium Al 3+ et du dihydrogène gazeux.
1) Ecrire l'équation-bilan de la réaction :
Ma réponse : Al + (H+) => (Al 3+) + H2
Je ne suis pas sûr d'avoir bon , en effet , est-il possible d'avoir des ions présents dans les produits ET les réactifs ?
2) On ajoute une masse m=0.27g d'alu à un volume V=250mL d'une solution d'acide chlorhydrique [ (H+) + (cl-) ] de concentration c=0.1molL-1. Reste-il de l'alu métallique en fin de réaction ? Si oui , quelle est sa masse ?
Ma Réponse : Cette question me pose problème dans le sens ou je ne sais absolumnt pas si il existe une réaction entre l'alu et l'acide chlorhydrique ?
3) Déterminer la concentration finale des ions Al3+
Reponse : Je pense que cette question est facilement déductible de la 2) par un tableau d'avancement.


Finalement , c'est plutôt la 2 qui pose problème :S
Vous avez une idée ? Sans me dire explicitement la solution ?
Merci d'avance pour votre aide et bonnes fêtes !
Goluche
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[invitebbe24c74]

Pour le 1, tu dois avoir conservation des éléments (ce qui n'est pas le cas) ET conservation des charges (ce qui n'est pas le cas non plus.
Tu dois avoir le même nombre de charges positives a droite et a gauche, meme chose pour les elements:
ICI: en réactif: 1Al, 1H, 1+
en produit 1Al, 2H, 3+
Il faut revoir ton équation


Pour le 2, commence par chercher la quantité de matière des réactifs à l'état initial.
Tu pourras ensuite raisonner avec l'équation bilan

Quant à la réaction entre l'acide chlorydrique et l'aluminium, la réponse se trouve dans dans l'énoncé et avec la question 1

Les questions precedentes d'un exercice ont souvent un interet

[invite63cd4f66]

En effet , merci , j'avais omis le détail de conservation des charges et des éléments. Ce qui nous donne : 2Al + 6H+ => 2(Al3+) + 3(H2)
Ensuite pour la quantité de matière ds réactifs j'ai comme données :
mAlu = 0.27g et MAl = 27gmol-1 , je peux donc chercher n et je trouve n=1X10-² Mol. Le problème c'est que j'aila quantité de matière de l'aluminium , mais pas de l'hydrogène ?
Merci d'avance

[invitebbe24c74]

tu as le volume et la concentration molaire.
Tu dois avoir une formule la dessus dans ton cours.
0,1mol par litre, pense a ce que cela signifie.
Dans un litre il y a .......

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite751056e1]

Si regardes bien, tu as une concentration et un volume. Tu dois bien pouvoir tirer une quantité de matiére de là...

Edit: grillé...

[invite63cd4f66]

Oui en effet , j'avais (également) oublié qu'une concentration était la m^me pour les deux ions d'une solution , soit ici H+ et Cl- , je peux donc trouver n en faisant C X V et je trouve une quantité de matière n pour H+ égale à 2.5X 10-² mol.

J'ai donc désormais la quantité de matière de mes réactifs :
nAlu = 1 X 10-²Mol
nH+ = 2.5 X10-2 mol

[invitebbe24c74]

Voila
Maintenant ton exo ne devrait pllus poser de soucis.
Sinon, n'hesite pas

[invite63cd4f66]

Merci beaucoup , j'vais essayer de finir ça , je vous tiens au courant de mes résultats !
Bon Noel

[invite63cd4f66]

En fait , je ne saisis pas vraiment l'interêt de calculer les quantités de matière des réactifs pour répondre à la 2) ? Certes , à la 3 , je pense que cela va ête utile pour le tableau d'avancement , mais pour la 2) , on parle de la masse d'aluminum en fin de réaction.
Donc , comment se servir de la donnée n Alu = 1X10-²mol ?

[invitebbe24c74]

la qdm sert a faire un tableau d'avancement et de déterminer le réactif limitant.
tu calcules ton xmax et tu calcules ton état final.
Tu connais a ce moment la la qdm des réactifs(ce qu'il reste) et des produits formés, donc celle d'aluminium.
Tu connais le rapport entre la masse de l'aluminium et sa quantité de matuère, donc le tour est joué...

[invite63cd4f66]

Après avoir fait mon tableau d'avancement , j'ai trouvé comme réactif limitant l'hydrogène avec xmax= 4.1 X10^-3 mol.
D'oû à l'état fial nalu = 8.2 x 10^-3.
Ainsi , avec MAlu= 27gmol-1 , je trouve une masse d'aluminium de 221.4mg.
Pensez vous que c'est la bonne solution?

[invitebbe24c74]

Après avoir fait mon tableau d'avancement , j'ai trouvé comme réactif limitant l'hydrogène avec xmax= 4.1 X10^-3 mol.
D'oû à l'état fial nalu = 8.2 x 10^-3.
Ainsi , avec MAlu= 27gmol-1 , je trouve une masse d'aluminium de 221.4mg.
Pensez vous que c'est la bonne solution?

Non tu as fait une erreur

Peux tu me donner ton expression de la quantité de matière d'aluminium à l'état final en fonction de xmax.

Je pense que tu obtiens la formule suivante
n_final alu = 2xmax.
Ceci est faux.
L'aluminium est un réactif, il réagit et par consequent, il disparait au cours de l'avancement

Il faut revoir ça
Je ne te mache pas plus le boulot mais reste dispo si tu bloques

[invite63cd4f66]

"C'est un réactif , par conséquent , il disparait au cours de l'avancement"

Tu es sûr o_O?*
J'ai déjà vu en cours que certains réactifs peuvent êtres spetactateurs , et j'ai vu également que lorsque le mélange ne respectait pas les proportions stochiométriques , il existait une réactif limitant , il exste donc forcément soit de l'aluminium , soit de l'hydrogène à l'été final , non ?
J'ai nfinal alu = 2xmax =2 X (4.1 X 10^-3) = 8.2 X 10^-3 .... Je ne comprend pas mon erreur .

[invitebbe24c74]

Daccord, je me suis mal exprimé.
Le réactif ne disparait pas au cours de l'avancement--> Le réactif est consommé lors de la réaction petit à petit.

L'avancement x est en mole.

Pour le réactif spectateur, il l'est lorsque tu obtiens la meme chose de chaque coté. C'est le cas ici de Cl-. Et il ne figure pas dans l'équation.

Pour ce qui est du réactif limitant, tu as tout à fait juste.

Cependant, tu ne fais pas ton tableau d'avancement correctement.

Au cours de l'avancement, les réactifs diminuent petit à petit.
Ainsi, en derniere ligne tu dois avoir:

nf = n0 - (coef stoechiométrique)*xmax

Comment a tu calculé ton xmax sans ça??

[invite63cd4f66]

En fait , j'obtient à l'état final dans mon tableau (côté réactifs) :
nalu -2 xmax . Je résoud l'équation (si Alu est le réactif limitant) : nalu-2xmax =0
1X10-² = 2xmax
xmax = 5X 10^-3


OU

Si l'hydrogène est le réactif limitant :
2.5X10-² -6xmax =0
2.5X10-²= 6xmax
xmax= 4.1X10^-3

Je choisis donc l'hydrogène comme réactif limitant , car le xmax est le plus petit. J'obtient alors à létat final :
Nfinal (alu) = 1X10-² - 2(4.1X10^-3)
= 1.8X10^-3
Nfinal (hydrogène) = 0


Et du côté des produits , il suffit de calculer 2xmax pour l'alu et 3 xmax pour l'hydrogène.

Tu as compris mon raisonnement.?

[invitebbe24c74]

Ton raisonnement est juste
mais ta question porte sur la masse d'aluminium qu'il reste et non la quantité d'ions Al3+ formés

[invitebbe24c74]

dsl je n'ai pas pu éditer
Après relecture:

tu me dis
Je choisis donc l'hydrogène comme réactif limitant , car le xmax est le plus petit. J'obtient alors à létat final :
Nfinal (alu) = 1X10-² - 2(4.1X10^-3)

Et je suis d'accord mais tu devrais maintenant trouver un résultat différent de ce que tu disais avant

Après avoir fait mon tableau d'avancement , j'ai trouvé comme réactif limitant l'hydrogène avec xmax= 4.1 X10^-3 mol.
D'oû à l'état fial nalu = 8.2 x 10^-3.
Ainsi , avec MAlu= 27gmol-1 , je trouve une masse d'aluminium de 221.4mg.
Pensez vous que c'est la bonne solution?

[invite63cd4f66]

En fait , j'ai compris mon erreur. Moi j'ai calculer la quantité d'aluminium mais du côté des produits , soit 2xmax = 2X 4.1X10^-3 = 8.2 X10^-3

En fait , je dois calculer ça :Nfinal (alu) = 1X10-² - 2(4.1X10^-3) ?
Si oui , j'obtient Nfinal (alu) = 1.8X 10^-3.
Et par la suite , avec M(alu) = 27gmol-1 , je cherche la masse ...

[invite63cd4f66]

En fait , le truc , c'est que dans le tableau d'avancement , j'ai la colonne de gauche qui correspond aux réactifs , et la colonne de droite qui correspond aux produits. Et moi j'ai calculer 2xmax dans la colonne de droite , donc xmax produit Mais comment savoir si il faut trouver xmax dans les réactifs ou les produits?

Sinon , avec nfinal (lu) = 1.8X10^-3 et Malu=27gmol-1 , je trouve une masse égale à 48.6 mg d'aluminium.

[invitebbe24c74]

C'est ça.
Tu as un résultat cohérent a la fin??

Petite précision, je pense que tu as compris mais en produit tu n'as pas d'aluminium.
L'élément est sous sa forme ionique et c'est donc pour ça que l'aluminium solide en réactif aura perdu de la masse.

Voila

[invite63cd4f66]

Ah d'accord , merci bien Thibault , j'ai compris. Il ne me reste plus que la concentration à trouver . Avec toutes ces données : nfinal = 1.8X10^-3mol , m=48.6mg , minitial= 270mg , c=0.1molL-1 ...

[invitebbe24c74]

Voila, tu devrais t'en sortir maintenant