Problème de stoechiométrie

[MxMaxime]

Bonjour,
alors je bloque sur quelque chose de vraiment très simple et basique. Pour moi, cela me semble bon, mais d'après le corrigé, ce n'est pas exacte.

Donc voici l'énoncé :

Dans les allumettes « classiques », le bout est constitué d'un mélange de chlorate de potassium
(KClO₃) et de trisulfure de tétraphosphore (P₄S₃), qui servent de comburant lorsque l'allumette est
« craquée ». En outre, sont présents des liants tels que la gélatine et l'amidon, ainsi que des
substances qui augmentent le frottement avec la surface de grattage, si bien que l'on obtient une plus
grande chaleur et que l'allumette brûle mieux, par exemple de la poudre de verre ou de la craie.
La préparation de KClO₃ au laboratoire suit les équations suivantes :
2 KMnO₄ + 16 HCl -> 2 KCl + 2 MnCl₂ + 5 Cl₂ (g) + 8 H₂O
3 Cl₂ (g) + 6 KOH -> KClO₃ + 5 KCl + 3 H₂O
a) Combien produit-on de moles de KClO₃ par mole de KMnO₄ utilisée ?
b) Calculez la masse de KMnO₄ et de KOH nécessaire pour produire 35,0 g de KClO₃.
c) Quel est le volume de Cl₂ produit, à 15°C et 2 atm, par mole d'HCl utilisée dans la 1ère réaction ?

Le (a) n'est pas très compliqué, je suis donc parti du KClO₃ que j'ai d'abord divisé par 3 pour obtenir 1 mole de Cl₂ que j'ai ensuite multiplié par 5 car il y a 5 moles de Cl₂ dans les produits de la première réaction. Et pour finir, j'ai divisé par 2 afin d'obtenir 1 mole de KMnO₄. Ce qui donne : 1/3*5/2 = 0,833 et c'est bien la réponse du correctif.

Ensuite vient la question (b) qui pose problème. Pour cela j'ai trouvé le nombre de mole de KClO₃ puisqu'on a la masse (35,0g). Et pour trouver KOH il suffit simplement de multiplié par 6 et ça me donne 96g ce qui est la bonne réponse.
Pour trouver la masse de KMnO₄, j'ai fais de même, et je suis remonté dans les réactions comme en (a) mais avec le nombre de mole associé au KClO₃. Sachant que le nombre de mole de KClO₃ = 35,0/122,5 = 0,286 mol, en remontant comme dans (a) j'obtiens 0,238 mol de KMnO₄ qui donne 37,6g. On pourrait aussi simplement multiplier 0,286 par 0,833 (provenant de (a)) et là j'obtiens également 37,6g mais le corrigé donne 54,16g. J'ai réussi à obtenir ce résultat si au lieu de multiplié par 0,833, je divise. Mais alors je ne vois pas pourquoi.

Pour la question (c) c'est un simple PV=nRT à partir du nombre de mole initial de KMnO₄ qui donne 3,69 litres.

D'avance merci pour vos réponses.
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[Mindyla]

Bonjour,
alors je bloque sur quelque chose de vraiment très simple et basique. Pour moi, cela me semble bon, mais d'après le corrigé, ce n'est pas exacte.

Donc voici l'énoncé :


Le (a) n'est pas très compliqué, je suis donc parti du KClO₃ que j'ai d'abord divisé par 3 pour obtenir 1 mole de Cl₂ que j'ai ensuite multiplié par 5 car il y a 5 moles de Cl₂ dans les produits de la première réaction. Et pour finir, j'ai divisé par 2 afin d'obtenir 1 mole de KMnO₄. Ce qui donne : 1/3*5/2 = 0,833 et c'est bien la réponse du correctif.

Ensuite vient la question (b) qui pose problème. Pour cela j'ai trouvé le nombre de mole de KClO₃ puisqu'on a la masse (35,0g). Et pour trouver KOH il suffit simplement de multiplié par 6 et ça me donne 96g ce qui est la bonne réponse.
Pour trouver la masse de KMnO₄, j'ai fais de même, et je suis remonté dans les réactions comme en (a) mais avec le nombre de mole associé au KClO₃. Sachant que le nombre de mole de KClO₃ = 35,0/122,5 = 0,286 mol, en remontant comme dans (a) j'obtiens 0,238 mol de KMnO₄ qui donne 37,6g. On pourrait aussi simplement multiplier 0,286 par 0,833 (provenant de (a)) et là j'obtiens également 37,6g mais le corrigé donne 54,16g. J'ai réussi à obtenir ce résultat si au lieu de multiplié par 0,833, je divise. Mais alors je ne vois pas pourquoi.

Pour la question (c) c'est un simple PV=nRT à partir du nombre de mole initial de KMnO₄ qui donne 3,69 litres.

D'avance merci pour vos réponses.

Bonsoir. Je sais qu'il est un peu tard mais j'ai essayé de trouver une réponse au b) et j'ai trouvé une réponse similaire au corrigé.

Avant de donner la réponse, sachez que je suis actuellement en paces (1ère année commune aux études de santé). Cela fait la 2ème fois que je passe le pcem 1 maintenant appelé paces.
Mon seul niveau en chimie est celui de terminale S spé sciences-physiques et remonte donc à presque 2 ans. Donc si jamais je me trompe soyez indulgent (j'ai 19 ans).

Mon explication proposée:

On sait qu'il se produit 0.833 moles de KClO₃ par mole de KMnO₄ .

- je calcule d'une part m(KClO₃) en utilisant la relation m=n*M
sachant que n(KClO₃)= "0,833" mol
et M(KClO₃) = 39,1 + 35,5 + (3*16) = 122,6 g/mol

je trouve m(KClO₃) = 102 g (environ)

- je calcule d'autre part m(KMnO₄) en utilisant m=n*M
sachant que n(KMnO₄) = 1 mol
et M(KMnO₄) = 39,1 + 54,9 + (4*16) = 158 g/mol

je trouve m(KMnO₄) = 158 g

On en déduit qu'il y a environ 102 g de KClO₃ produit par
158 g de KMnO₄ utilisé.

Or on cherche la masse de KMnO₄ pour produire 35,0 g de KClO₃.

En faisant un produit en croix: (158*35)/102 = 54,2 g de KMnO₄

sachant que d'après le corrigé c'est 54,16 g donc ça n'est pas très loin

Après il reste la masse de KOH:

1 mole de KOH va donner 1/6 mole de KClO₃

donc [1*(39,1+16+1)] g KOH va donner [1/6*(39,1+35,5+(3*16)] g de KClO₃

soit 56,1 g de KOH donne environ 20,4 g de KClO₃

Or on veut savoir pour 35 g de KClO₃: donc encore un produit en croix:

(56,1*35)/ ("20,4") = 96,1 g environ de KOH

Quand je mets "", cela signifie qu'il faut reprendre le calcul précédent pour avoir une valeur plus exacte.

Après je ne sais pas si c'est ça parce que cela n'est pas du tout de mon niveau mais j'ai quand même essayé.

Bon courage et bonne soirée

[Mindyla]

Rebonsoir. J'ai trouvé pourquoi il fallait diviser par 0,0833 et non pas multiplier par 0,0833.

Si on reprend ce que vous avez fait:

"Sachant que le nombre de mole de KClO₃ = 35,0/122,5 = 0,286 mol"

De plus d'après le (a): il se produit 0.833 moles de KClO₃ par mole de KMnO₄ .

Donc on a:
n(KMnO₄) = 1 mol <=> n (KClO₃)= 0,833 mol

n(KMnO₄) = ? mol <=> n (KClO₃)= 0,286 mol

En faisant un produit en croix: (0,286*1)/(0,833) = 0,343 moles environ de KMnO₄ ou n(KMnO₄) = 0,343 mol

Pour avoir m(KMnO₄), il suffit de multiplier par M(KMnO₄) = 158g/mol car m=n*M d'où:
0,343*158 = 54,2 g environ sachant que suivant la précision des valeurs et en reprenant bien tous les calculs (tout dépend du chiffre significatif considéré), on peut arriver à trouver 54,16 g comme le correctif.

Pour KOH, j'ai trouvé 96,1 g (cf message précédent) ce qui vaut environ 96 g comme vous l'aviez trouvé...

Voilà, j'espère vous avoir été utile. Bonne soirée.

[Mindyla]

Rebonsoir. J'ai trouvé pourquoi il fallait diviser par 0,0833 et non pas multiplier par 0,0833.

Excusez-moi, je voulais dire: "J'ai trouvé pourquoi il fallait diviser par 0,833 et non pas multiplier par 0,833."

[A voir en vidéo sur Futura]

[MxMaxime]

Wow déjà un grand merci pour cette longue explication!
Et en effet, j'ai mal appliqué la règle de 3 (produit en croix) ce qui m'a donné un mauvais nombre de moles pour KMnO₄.
J'ai refait le calcul et j'obtiens la bonne réponse.
Encore merci

[Mindyla]

Wow déjà un grand merci pour cette longue explication!
Et en effet, j'ai mal appliqué la règle de 3 (produit en croix) ce qui m'a donné un mauvais nombre de moles pour KMnO₄.
J'ai refait le calcul et j'obtiens la bonne réponse.
Encore merci

De rien, contente de vous avoir aider
Bonne soirée.