Solution d'acide Chlorhydrique

[inviteccb68f0f]

Bonjour,
J'ai un TP à finir mais j'au mal à certaine question, merci de bien vouloir m'aider.

1/ Principe de l'étude.

Une solution d'acide Chlorhydrique (H+(aq) + Cl-(aq) ) réagit avec de l'hydrogénocarbonate de sodium NaHCO3. L'un des produits de cette transformation chimique est gazeux. La pression et la température étant connues, la mesure, dans l'état final, du volume V de gaz récupéré permet de déterminer la quantité de matière correspondante.
De plus, la masse de NaHCO3 introduite, la concentration moliare et le volume de solution d'acide chlorydrique utilisé étant connus, il est facile de calculer les quantités de matières correspondants à ces espèces chimiques dans l'état initial.

2/ Equation Bilan

a/ L'équation bilan complète de la réaction associée a cette transformation chimique.
J'ai trouver : (H+ + Cl-) + NaHCO3 -> CO2 + H2O + Cl- + Na+.

b/ L'équation bilan simplifiée de la réaction associée a cette transformation chimique, sachant que les ions chlorure Cl- sont des ions spectateurs.
J'ai trouver : H+ + NaHCO3 -> CO2 + H2O + Na+.

3/ Expérience

Température : 22.7° C
Pression : 1022 Hp

Verser dans un erlenmeyer , un volume de V= 20mL de Solution d'acide chlorydrique (H+(aq) + Cl-(aq) ) de concentration molaire C = 1.0 mol.L-1.
Remplir entierement d'eau du robinet une éprouvette graduée et retourner celle ci sur un cristallisoir rempli aux 3/4 d'eau du robinet.
Fixer sur un support métallique une pince à machoires permettant de maintenir l'épouvette graduée.
Adapter sur l'erlenmeyer un tube à dégagement, l'autre extremité de ce tube étant placée dans l'éprouvette graduée retournée sur le cristallisoir.
Peser une masse de m = 1,20 de NaHCO3.
Introduire dans l'erlenmeyer très rapidement puis boucher avec le tube à dégagement.
agiter l'erlenmeyer. Lorsque le dégagement cesse , noter le volume V recueilli V = 325 cm^3

4/ Question

a/ Faire shéma
Fait

b/ Calculer le nombre de moles initiales de ni(NaHCO3)
J'ai trouver n = m/M = 1.20/84.0 = 1.43 x 10^-2 mol.

Données : MNa = 23.0 g.mol-1 ; MH = 1.0 g.mol-1 ; MC = 12.0 g.mol-1 ; MO = 16.0 g.mol-1.

c/ Calculer le nombre de moles initiales de ni(H+ (aq) )
J'y arrive pas...

d/ Calculer le volume molaire de Vm des gaz deans les conditions de l'expérience.
J'y arrive pas...

e/ Pourquoi l'indication du volume molaire sans indication de température et de pression n'a aucun sens ?
J'y arrive pas...

f/ Pourquoi l'opération A est-elle nécessaire avant d'effectuer la mesure de V ?
J'y arrive pas...

g/ En déduire le nombre de moles final nf(CO2) de dioxyde de carbone.
J'y arrive pas...


Merci de bien vouloir m'aider
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[invite171486f9]

Salut et bienvenue au Forum
déja pour tes questions c et d !

Calcul de la quantité initiale en H+ ?
Tu as une solution d'acide chlorhydrique de concentration et de volume connus. Ca veut dire que dans cette solution, tu as un nombre de moles d'acide chlorhydrique connu !
L'acide chlorhydrique étant un acide fort, il se dissocie totalement en H+ et Cl-. Ou pour être exact :
HCl -> H+ + Cl-
(1 mole de HCl se décompose en 1 mole de H+ et 1 mole de Cl-)
Donc la quantité de HCl que tu viens de calculer est la même que la quantité de H+ présent effectivement dans ta solution !

Volume molaire dans les conditions de l'expérience?
Un volume molaire, c'est le volume occupé par 1 mole de gaz (quelque soit le gaz !). ici évidemment, c'est du CO2 dégagé dans l'éprouvette.
De manière logique, on peut considérer le gaz comme un gaz parfait.
On a la température et la pression du gaz pendant l'expérience. D'où : 1 mole de ce gaz a un volume de Vm !

Pour la question suivante, a ton avis, que ce passe-t-il pour la valeur de Vm lorsque l'on modifie T et P ?
Autrement dit, si on considère le volume occupé par 1 mole de gaz à une certaine température et une certaine pression, et que l'on augemente T ou P. Est-ce que le gaz va occuper tjrs le même volume ??
Pour le prouver réfère-toi à la loi des Gaz parfaits, et regarde l'évolution de V (si on fixe n=1 mole, et si on fait varier T ou P)

[inviteccb68f0f]

Salut et bienvenue au Forum
déja pour tes questions c et d !

Calcul de la quantité initiale en H+ ?
Tu as une solution d'acide chlorhydrique de concentration et de volume connus. Ca veut dire que dans cette solution, tu as un nombre de moles d'acide chlorhydrique connu !
L'acide chlorhydrique étant un acide fort, il se dissocie totalement en H+ et Cl-. Ou pour être exact :
HCl -> H+ + Cl-
(1 mole de HCl se décompose en 1 mole de H+ et 1 mole de Cl-)
Donc la quantité de HCl que tu viens de calculer est la même que la quantité de H+ présent effectivement dans ta solution !

Volume molaire dans les conditions de l'expérience?
Un volume molaire, c'est le volume occupé par 1 mole de gaz (quelque soit le gaz !). ici évidemment, c'est du CO2 dégagé dans l'éprouvette.
De manière logique, on peut considérer le gaz comme un gaz parfait.
On a la température et la pression du gaz pendant l'expérience. D'où : 1 mole de ce gaz a un volume de Vm !

Pour la question suivante, a ton avis, que ce passe-t-il pour la valeur de Vm lorsque l'on modifie T et P ?
Autrement dit, si on considère le volume occupé par 1 mole de gaz à une certaine température et une certaine pression, et que l'on augemente T ou P. Est-ce que le gaz va occuper tjrs le même volume ??
Pour le prouver réfère-toi à la loi des Gaz parfaits, et regarde l'évolution de V (si on fixe n=1 mole, et si on fait varier T ou P)

Dabord, Bonjour & Merci de votre aide et de votre accueil
Pour la c) J'ai pas calculer la quantité de matiere de HCl ..
Je connais la masse molaire mais pas la masse de HCl pour pouvoir déterminer la quanité non ?

Pour la d) Vm NaHCO3 = V / n
1.80 g = 1.80 . 10^-3 L
donc Vm NAHCO3 = 1.80.10^-3 / 2.14.10^-2 = 8.41 . 10^-2 L.mol-1.

Merci par avance.

[invite3cc91bf8]

Tu en as pas besoin, tu as la concentration molaire :

avec en mol.L^-1, en mol et en L.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite3cc91bf8]

Je pense que ces formules peuvent t'être utile dans ton exercice : http://forums.futura-sciences.com/ch...ml#post1045641

[inviteccb68f0f]

Tu en as pas besoin, tu as la concentration molaire :

avec en mol.L^-1, en mol et en L.

Okais j'ai trouver pour la c)
n = 1,0 x 2 . 10^-2
n = 2.10^-2 mol

La d , j'ai fais :
Vm = RT / p
Vm = 8,32 x 295.7 / 1,022 x 10^5
Vm = 0.0241 L.Mol-1
est ce bon ?

[invite3cc91bf8]

Par contre, il faut prouver cette formule car je pense pas qu'elle est admise pas ton professeur.

On part de

or
donc

[inviteccb68f0f]

Par contre, il faut prouver cette formule car je pense pas qu'elle est admise pas ton professeur.

On part de

or
donc

Ok merci !

et pour la suite svp ?

[invite3cc91bf8]

Ok merci !
et pour la suite svp ?

Je vais pas tout faire non plus , qu'est ce qui coince ?

[inviteccb68f0f]

Okais j'ai trouver pour la c)
n = 1,0 x 2 . 10^-2
n = 2.10^-2 mol

La d , j'ai fais :
Vm = RT / p
Vm = 8,32 x 295.7 / 1,022 x 10^5
Vm = 0.0241 L.Mol-1
est ce bon ?

Donc ceci est bon ?

[inviteccb68f0f]

e/ fait

f/ Je sais pas =/

[invite3cc91bf8]

Rebonjour,
Y avait-il des lettres devant les étapes de ton protocole ?

[inviteccb68f0f]

Non , c'est pas grave , je passe


la g)

nf (CO2)
Je connais la masse molaire M(CO2) = 44.0 g.mol-1
Mais il me manque une donné pour appliquer une formule du moin je pense , non ?

[invite3cc91bf8]

Tu en as pas besoin, tu connais le volume molaire dans les conditions de l'expérience, et le volume de dioxyde de carbone recueilli.
Il faut pas appliquer bêtement les formules, il faut choisir le bon moment et la bonne situation pour les utiliser . Ici, la formule n'est pas utilisable, il faut donc en choisir une plus adaptée : http://forums.futura-sciences.com/ch...ml#post1045641

[inviteccb68f0f]

Tu en as pas besoin, tu connais le volume molaire dans les conditions de l'expérience, et le volume de dioxyde de carbone recueilli.
Il faut pas appliquer bêtement les formules, il faut choisir le bon moment et la bonne situation pour les utiliser . Ici, la formule n'est pas utilisable, il faut donc en choisir une plus adaptée : http://forums.futura-sciences.com/ch...ml#post1045641

n = V / Vm
nfCO2 = 2,41 .10^-5 / 0.0241
nfCO2 = 1 x 10-3 mol

Est ce bon ??

il m'est demander après de faire une courbe nf(CO2) = f(ni(NaHCO3)).
Mais je vois pas comment faire.

[invite4483d244]

oui ton nf(co2) est juste

[inviteccb68f0f]

oui ton nf(co2) est juste

As tu une idée pour la courbe stp ??

[invite4483d244]

enfait jvoi pas trop la question tu pourrait taper l'énoncé complet de la question??

[invite3cc91bf8]

Tu connais la relation d'après ton tableau d'avancement : la ligne "état final" te donne la relation suivante : si HNaCO₃ est limitant, alors n(HNaCO₃)_i=n(CO₂)_f.

[inviteccb68f0f]

Tu connais la relation d'après ton tableau d'avancement : la ligne "état final" te donne la relation suivante : si HNaCO₃ est limitant, alors n(HNaCO₃)_i=n(CO₂)_f.

Il me demande de tracer la courbe avec mes résultats précédents , la courbe nf(CO2) = f(ni(NaHCO3))

Puis après faire un tableau d'avancement.

[invite4483d244]

à ok c'est simple tu trace l'évolution de la quantité de matière de CO2 en fonction de la quantité de matière d'NaHCO3 qui à réagit et en fonction du temps

[invite4483d244]

en gros à t=0 nf(co2)=0 à t=1/2 nf(co2)=ni(NaHCO3)/2 et à Tf nf(co2)=ni(NaHCO3)

[inviteccb68f0f]

en gros à t=0 nf(co2)=0 à t=1/2 nf(co2)=ni(NaHCO3)/2 et à Tf nf(co2)=ni(NaHCO3)

Ya pas une formule Parce que la j'ai pas compris

[invite4483d244]

je suis pas sur pour la formule mais je croi que c'est
n(t)co2= xmax-n(t)NaHCO3

[invite4483d244]

au début tu as bien zéro et à la fin xmax

[invite3cc91bf8]

Le tableau d'avancement dit :

donc on peut dire que :

Donc si NaHCO₃ est limitant, alors :

Et si NaHCO₃ n'est pas limitant, alors :

Mais comme n(H⁺)_i est constant :

[inviteccb68f0f]

n = V / Vm
nfCO2 = 2,41 .10^-5 / 0.0241
nfCO2 = 1 x 10-3 mol

Est ce bon ??

J'ai fait une faute je pense

V=325cm^3 = 0.325 L
Vm = 0.0241

nfCO2 = 0.325 / 0.0241
nfCO2 = 13.5 mol

Mais pour le graphe il me demande faire nf(CO2) = f(ni(NaHCO3) en mmol.
Donc
nfCO2 = 13.5 mol = 1350 mmol
niNaHCO3 = 1.43 x 10^-2 mol = 14.3 mmol

Je trouve les valeurs bizarres sachant que 1cm = 1 mmol =/