DM transformation chimique par conductimé

[invitedc460936]

Bonjour tout le monde !
Voici l'énoncé
A. Préparation des solutions

On prépare:
- 1 volume V1=100mL d'une soltution aqueuse S1, par dissolution d'une masse m1 = 8,50 mg de nitrate d'argent;
- 1 volume V2=200mL d'une solution acqueuse S2, par dissolution d'une masse m2=9.36mg de chlorure de sodium.

1) Calculer les concentration molaire de soluté apporté des 2 solutions préparées.
2) Ecrire les équations de dissolution correspondantes.
3) Calculer la concentration molaire de chaque espèce ionique présente dans chacune des 2 solutions. Exprimer les valeurs en mol.m-3
4) Calculer la conductivité de ces 2 solutions à 25 °C

B. Mélange des solutions.

On mélange les 2 solutions préparées.
1) Si l'on suppose qu'aucune transformation chimique n'a eu lieu, donner les valeurs des concentrations des différents ions en solution. En déduire la valeur de la conductivité du mélange.
2) On plonge alors dans le mélange une cellule de conductimétrie constituée d'électrodes planes et parallèles, séparées d'une distance L=5,00mm et de surface immergée S=1,21cm². On relève une tension électrique égale à 5,00V entre les 2 électrodes et un courant d'intensité = à 0,806mA traverse la portion de solution située entre les électrodes.
a) Calculer la conductance de la portion de solution mesurée dans ces conditions.
b) En déduire la conductivité de la solution.

3) En réalité, y a-t-il eu transformation chimique ?

C. Modèle de réaction chimique associé à la transformation

1) Proposer une écriture d'équation chimique associée à la transformation, sachant qu'on observe la formation d'un précipité blanc qui norcit à la lumière.
2) Le produit formé est-il conducteur ? Intervient-il dans la conductivité de la solution à l'état final.
3) Calculer les quantités de matière des ions présents à l'état initial.
4) Construire un tableau récapitualitf de la transformation chimique. Déterminer l'avancement maximal de la réaction et établir un bilan de matière à l'état final.
5) Calculer la concentration molaire de chaque espèce ionique présente en solution à l'état final ( ne pas oublier les ions spectateurs).
6) En déduire la conductivité (sigma=o) du mélange.
7) Le modèle d'équation chimique proposé est-il conforme aux mesures réalisées ?


J'ai réussi à tout faire mais je bloque vers la fin à partir de la question C.3,4,5,6,7,
Tout d'abord :
A la question C 1
La réaction est Ag+ (aq) + Cl- (aq) ---->{H2O est sur la flèche} AgCl (s)

C.2
Le porduit formé est un solide et ce produit n'est pas ionique, or seuls les ions participent à la conductivité.
Donc AgCl (s) n'est pas un conducteur. D'où, il n'intervient pas dans la conductivité de la solution à l'état final.

C.3
nAgNO3= 5.00*10^-5 mol : (nNO3-)i=(nAg+)i = 5.00*10^-5 mol
nNacl = 1.60*10^-4 mol : (nNa+)i = (nCl-)i = 1.60*10^-4 mol

C.4
J'ai fait le tableau d'avancement dela réaction écrite à la question C.1
xmax= 5.00*10^-5 mol donc Ag+ ( aq) est le réactif limitant et doit complétement disparaïtre
Donc on aà l'état final:
(nAg+(aq))f = 0 mol
(ncl- (aq) )f = 1.60*10^-4 mol

C.5
[Na+]f=(nNa+)f/(v1+v2)
=1.60*10^-4/(100+200)*10^-3
=5.33*10^-4 mol.L-1
=5.33*10^-1 mol.m-3

[Cl-]f=1.60*10^-4/300*10^-3= 5.33*10^-1 mol.m-3

[Ag+]f= 0 mol.m-3

[NO3-]f = 5.00*10^-5/300-10-3 = 1.67*10-4 mol.L =1.67*10^-1 mol.m-3

C.6

sigma = lambdaa Na+ (aq) * [Na+] + lambdaCl- ( aq)-*[Cl-]+ lambdaNO3- (aq) * [NO3-]
sigma= 7.93*10^-3 S.m-1

C.7
Le modèle n'est pas conforme aux mesures réalisées précedemment.

Voilà vraiment j'ai besoind e votre aide .

Merci de votre compréhension.
-----

[invite3cc91bf8]

Bonjour, je suis en train de lire tous ce que tu as écrit.

Bonjour tout le monde !
Voici l'énoncé
A. Préparation des solutions
On prépare:
- 1 volume V₁=1,0.10^-1 L d'une solution aqueuse S₁, par dissolution d'une masse m₁ = 8,50.10^-3 g de nitrate d'argent;
- 1 volume V₂=2,0.10^-1L d'une solution aqueuse S₂, par dissolution d'une masse m₂=9,36.10^-3 g de chlorure de sodium.

1) Calculer les concentrations molaires de soluté apportées des deux solutions préparées.
2) Écrire les équations de dissolution correspondantes.
3) Calculer la concentration molaire de chaque espèce ionique présente dans chacune des deux solutions. Exprimer les valeurs en mol.m^-3.
4) Calculer la conductivité de ces deux solutions à 25 °C.

B. Mélange des solutions.
On mélange les 2 solutions préparées.
1) Si l'on suppose qu'aucune transformation chimique n'a eu lieu, donner les valeurs des concentrations des différents ions en solution. En déduire la valeur de la conductivité du mélange.
2) On plonge alors dans le mélange une cellule de conductimétrie constituée d'électrodes planes et parallèles, séparées d'une distance L=5,00.10^-3m et de surface immergée S=1,21.10^-6m². On relève une tension électrique égale à 5,00V entre les deux électrodes et une intensité I= 8,06.10^-4A qui traverse la portion de solution située entre les électrodes.
a) Calculer la conductance de la portion de solution mesurée dans ces conditions.
b) En déduire la conductivité de la solution.

3) En réalité, y a-t-il eu transformation chimique ?

C. Modèle de réaction chimique associé à la transformation
1) Proposer une écriture d'équation chimique associée à la transformation, sachant qu'on observe la formation d'un précipité blanc qui noircit à la lumière.
2) Le produit formé est-il conducteur ? Intervient-il dans la conductivité de la solution à l'état final.
3) Calculer les quantités de matière des ions présents à l'état initial.
4) Construire un tableau récapitulatif de la transformation chimique. Déterminer l'avancement maximal de la réaction et établir un bilan de matière à l'état final.
5) Calculer la concentration molaire de chaque espèce ionique présente en solution à l'état final (ne pas oublier les ions spectateurs).
6) En déduire la conductivité (sigma=o) du mélange.
7) Le modèle d'équation chimique proposé est-il conforme aux mesures réalisées ?

question C-1
Ag⁺_(aq) + Cl^-_(aq) AgCl_(s). Ton équation est bonne, pas besoin de mettre la flèche avec l'eau au dessus, ils sont en milieu aqueux, c'est logique.

question C-2

Le produit formé est un solide et ce produit n'est pas ionique, or seuls les ions participent à la conductivité.
Donc AgCl_(s) n'est pas un conducteur. D'où, il n'intervient pas dans la conductivité de la solution à l'état final.

Bonne réponse, mais rien ne dit que AgCl ne soit pas conducteur, c'est surtout le coté que les ions sont les seuls qui permettent de rendre une solution conductrice, pas les molécules et encore moins les solides.

[invite3cc91bf8]

question C-3

n_AgNO3= 5,00.10^-5 mol :
(n_NO3-)i=(n_Ag+)i = 5,00.10^-5 mol

n_NaCl = 1,60.10^-4 mol :
(n_Na+)i = (n_Cl-)i = 1,60.10^-4 mol

Le raisonnement est bon, les résultats sont justes : parfait.

Bon, j'essayerais de vérifier le reste d'ici ce soir.

[invite3cc91bf8]

question C-4 :

J'ai fait le tableau d'avancement de la réaction écrite à la question C-1
x_max= 5,00.10^-5 mol donc Ag⁺_(aq) est le réactif limitant et doit complétement disparaitre.
Donc on a à l'état final:
(n_Ag+)f = 0 mol
(n_Cl-)f = 1,60.10^-4 mol

Moi, je trouve n_Cl-)f =1,1.10^-4 mol. Erreur de calcul ?


question C-5 :

= 5,33.10^-1 mol.m^-3

[Ag⁺]f= 0 mol.m^-3


= 1,67.10^-4 mol.L^-1 =1,67.10^-1 mol.m^-3

L'erreur se répercute dans les calculs, je trouve [Cl^-]f=3,67.10^-4 mol.L^-1=3,67.10^-1 mol.m^-3


question C-6 :

= 7,93.10^-3 S.m^-1

Sans doute encore l'erreur de calcul précédente.
Si on prend _Na+=5,01.10^-3 S.m².mol^-1, _Cl-=7,63.10^-3 S.m².mol^-1 et _NO3-=7,14.10^-3 S.m².mol^-1, je trouve =6,66.10^-3 S.m^-1.


question C-7 :

Le modèle n'est pas conforme aux mesures réalisées précédemment.

Et les justifications ? J'ai l'impression que comme ton pseudo tu veux allez vite, mais quand même !
Compare avec la conductivité trouvée précédemment.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitedc460936]

Bonne réponse, mais rien ne dit que AgCl ne soit pas conducteur, c'est surtout le coté que les ions sont les seuls qui permettent de rendre une solution conductrice, pas les molécules et encore moins les solides.

Ok merci donc pour La C.2 je dis:

Le produit formé est un solide et ce produit n'est pas ionique, or seuls les ions permettent de rendre une solution conductrice, pas les molécules et encore moins les solides.
Donc AgCl(s) n'est pas un conducteur.
D'où, il n'intervient pas dans la conductivité de la solution à l'état final.

Est-ce bien expliqué ?

[invitedc460936]

pour la C.4

Moi, je trouve nCl-)f =1,1.10-4 mol. Erreur de calcul ?

Milles excuses c'est bien nCl-)f =1,1.10-4 mol.
En fait j'ai oublié de faire la soustraction 1.60*10^-4-xmax = 1.60*10^-4-5.00*10^-5=1,1.10-4 mol.

Bien sûr cette petite faute d'étourderie va changer tous les résultats des questions suivantes...

je vais refaire mes calculs et je vous les montre.

[invite3cc91bf8]

Le produit formé est un solide et ce produit n'est pas ionique, or seuls les ions permettent de rendre une solution conductrice, pas les molécules et encore moins les solides.
Donc AgCl(s) n'est pas un conducteur.
D'où, il n'intervient pas dans la conductivité de la solution à l'état final.

Non, ça ne sert à rien de le dire et c'est peut-être faux : un métal dans une solution ne rendra pas la solution plus conductrice car il n'est pas en aqueux, il n'appartient pas à la même phase. Donc le fait que il n'intervient pas dans la conductance ne veut pas dire pour autant qu'il ne conduit pas lui-même l'électricité.

[invite3cc91bf8]

pour la C.4

Milles excuses c'est bien nCl-)f =1,1.10-4 mol.
En fait j'ai oublié de faire la soustraction 1.60*10^-4-xmax = 1.60*10^-4-5.00*10^-5=1,1.10-4 mol.

Bien sûr cette petite faute d'étourderie va changer tous les résultats des questions suivantes...

je vais refaire mes calculs et je vous les montre.

Je suis pas sur de tout, j'ai fait ça en quatrième vitesse. Mais en effet, si les chlorures sont faux, ça va faire un effet "boule de neige".

[invitedc460936]

c'est bon j'ai fait tous les calculs et j'ai bien les mêmes résultats. Merci encore

question C-7 :
Citation:
Le modèle n'est pas conforme aux mesures réalisées précédemment.
Et les justifications ? J'ai l'impression que comme ton pseudo tu veux allez vite, mais quand même !
Compare avec la conductivité trouvée précédemment.

En effet j'ai passé une journée entière à faire ce DM je n'avais pas du tout envi de me casser la tête à comprendre pour quoi j'ai trouver ce résultat.

Mais maintenant, je peux constater que le modèle est conforme aux mesures réalisées précédemment car il est égale àla conductivité mesurée sigma'=6.65*10^-3 S.m-1 et sigma=6.66*10^-3 S.m-1

Par contre j'ai une petite question qui me taraude pour La B.1 la conductivité du mélange est bien sigma =8.96*10^-3 S.m-1
et pour la B.3 j'ai dit que la conductivité sigma' est plus faible que la conductivité théorique sigma alors des ions ont disparus et donc il y a eu une réaction chimique.

et encore désolé mais j'ai encore une question:
dans la C.1 AgCl est le seul précipité blanc ou peut avoir un autre précipité blanc entre les ions donnés Ag+(aq) NO3-, Cl- et Na+ ?

et dans la C.5
La quantité de matière de nNO3- et de Na+ n'a pas changé contrairement à Ag+ et Cl- car les 2 premiers ions nNO3- et de Na+ n'étaient pas dans la réaction chimique qui permettent de former le précipité blanc ?

nNO3- et de Na+ : ce sont des ions spectateurs c'est ça ?

Et encore une dernière, dans la C.5 pour calculer la concentrations molaires de chaque espece ionique ona du faire [X]=nX/(v1+v2)

V1+v2 pourquoi ? parce c'est un mélange ?

Voilà j'ai fini mes questions qui me taraudaient j'ai hate de savoir les reponses

[invitedc460936]

pour la C.2

Non, ça ne sert à rien de le dire et c'est
peut-être faux : un métal dans une solution ne rendra pas la solution plus conductrice car il n'est pas en aqueux, il n'appartient pas à la même phase. Donc le fait que il n'intervient pas dans la conductance ne veut pas dire pour autant qu'il ne conduit pas lui-même l'électricité.

moi je pense que si il faut répondre à la question demandée après je ne saurais quoi justifier à part

Le produit formé est un solide et ce produit n'est pas ionique, or seuls les ions permettent de rendre une solution conductrice, pas les molécules et encore moins les solides.
Donc AgCl(s) n'est pas un conducteur.
D'où, il n'intervient pas dans la conductivité de la solution à l'état final.

[invite3cc91bf8]

J'essaye de répondre à toutes les questions :

Par contre j'ai une petite question qui me taraude pour La B.1 la conductivité du mélange est bien sigma =8.96*10^-3 S.m-1
et pour la B.3 j'ai dit que la conductivité sigma' est plus faible que la conductivité théorique sigma alors des ions ont disparus et donc il y a eu une réaction chimique.

Oui, c'est ça, je vois pas où est la question. Les espèces ioniques qui ont réagi ne sont plus sous la forme ionique, donc n'interviennent plus dans le calcul.

et encore désolé mais j'ai encore une question:
dans la C.1 AgCl est le seul précipité blanc ou peut avoir un autre précipité blanc entre les ions donnés Ag⁺_(aq) NO₃^-, Cl^- et Na⁺ ?

Le chlorure de sodium est soluble dans l'eau, le nitrate d'argent aussi car ils forment les solutions de départ. Le nitrate de sodium NaNO₃ (ou salpêtre) est lui aussi soluble dans l'eau. Donc le précipité blanc est composé uniquement de AgCl (et de grains d'argent Ag, issu de la réaction du précipité à la lumière)

et dans la C.5
La quantité de matière de nNO3- et de Na+ n'a pas changé contrairement à Ag+ et Cl- car les 2 premiers ions nNO3- et de Na+ n'étaient pas dans la réaction chimique qui permettent de former le précipité blanc ?

NO₃^- et de Na⁺ : ce sont des ions spectateurs c'est ça ?

C'est exactement ça

Et encore une dernière, dans la C.5 pour calculer la concentrations molaires de chaque espece ionique ona du faire [X]=nX/(v1+v2)

V1+v2 pourquoi ? parce c'est un mélange ?

C'est une concentration relative, c'est comme une dilution. Donc :

Or si on considère comme étant le volume de la solution fille , alors on retombe sur :

Qui est l'équation de la dissolution d'une solution (je pars ici du cas où il n'y a pas de réaction chimique faisant intervenir X). Donc

[invitedc460936]

ok ok merci encore donc V1+v2 est le volume fille Vf mais
je dirais plutôt que c'est une équation de dilution que de dissolution d'une solution ?

et on peut dire que [X]=Vf c'est aussi [X]fille= Vf ?

[invite3cc91bf8]

Non, non, c'est juste une analogie.
La concentration relative sert comme une concentration classique, sauf que c'est lors de mélange de solution et par rapport à une espèce chimique en particulier.
Tu as raison, c'est dilution, c'est que je vais pas tarder à me coucher.
Et on peut pas dire que , est une concentration et un volume, donc on peut pas comparer les deux, encore moins dire que c'est égal.

[invitedc460936]

ok merci pour toutes ces explications par contre vous avez oublié de me traiter ces deux dernières questions:

Pour la C.7
je peux constater que le modèle est conforme aux mesures réalisées précédemment car il est égale àla conductivité mesurée sigma'=6.65*10^-3 S.m-1 et sigma=6.66*10^-3 S.m-1

POUR LA C.2

Non, ça ne sert à rien de le dire et c'est
peut-être faux : un métal dans une solution ne rendra pas la solution plus conductrice car il n'est pas en aqueux, il n'appartient pas à la même phase. Donc le fait que il n'intervient pas dans la conductance ne veut pas dire pour autant qu'il ne conduit pas lui-même l'électricité.

moi je pense que si il faut répondre à la question demandée après je ne saurais quoi justifier à part

Le produit formé est un solide et ce produit n'est pas ionique, or seuls les ions permettent de rendre une solution conductrice, pas les molécules et encore moins les solides.
Donc AgCl(s) n'est pas un conducteur.
D'où, il n'intervient pas dans la conductivité de la solution à l'état final.

[invite3cc91bf8]

Pour la C-7, c'est bon, les résultats sont conformes, donc normalement c'est bon, voilà pourquoi j'ai pas répondu.

Pour la C-2 :
Pour mesurer le conductance d'un solide, il faudrait que les plaques soient en contact avec ce solide, et au deux extrémités sans interruption. Ce n'est pas le cas. Ce que je mesure, c'est la conductivité de la solution, pas celle du précipité. Et tant que j'ai pas mesuré celle-ci, je ne peux pas dire si le précipité est conducteur ou non.

Donc, pour répondre, on dira : le produit formé AgCl est un solide non ionique non dissous.
or seuls les ions dissous interviennent dans la conductivité d'une solution aqueuse.
Donc AgCl n'intervient pas dans la conductivité de la solution.

[invitedc460936]

OK merci pour la C.2 la réponse est claire nette et précise.

Voilà, mon devoir est terminé, je ne peux que vous remercié d'avoir passé et pris du temps pour moi.
Ce la ma fait plaisir de travailler avec vous, j'espère que l'on se reverra et que l'on gardera contact.

A bientot.