Détermination de la composition d'un mélange Na2O et Na2O2

[invite0f7521a9]

Bonjour à tous,

on fait brûler un échantillon de sodium dans l'air. On obtient ainsi un mélange de Na2O (x moles) et Na2O2 (y moles). On désire déterminer la composition du mélange.

Pour ce faire, on dissout la totalité du mélange dans de l'eau distillée, et on ajuste le volume de la solution à 100mL (solution S).

Ecrire l'équation des réactions accompagnant la mise en solution du mélange :

J'ai trouvé : 4Na + 3/2 O2 = Na2O + Na2O2
puis Na2O + Na2O2 + H2O = 4Na+ + O^2- + O2^2-

est- ce juste ?

1) Un prélèvement de 10 cm^3 de solution S, dilué en ajoutant environ 40 cm^3 d'eau distillée, est neutralisé par une solution d'acide chlorhydrique à 0.100 mol.L^-1.On observe une brutale chute du pH pour un volume d'acide ajouté de 15.5 cm^3.

2) Un second prélèvement de 10 mL de la solution S est additionné d'un excès d'acide sulfurique 2M. On ahoute lentement une solution de KMnO4 à 0.01 mole.L^-1. On obtient une coloration rose persistante pour un volume ajouté de premanganate de 22.0 cm^3.

Ecrire les équation des réaction utilisées dans ces deux dosages :

J'ai trouvé pour le premier prélèvement :
4Na+ + O^2- + O2^2- donne dans HCL 4cl- + 4 Na+ +H20 + H2O2

pour le second
4Na + + O^2- + O2^2- donne dans H2SO4 4Na+ 2SO4^2- + H2O + H2O2

je ne suis pas convaincu par ce que j'ai trouvé surtout au niveau de 4Na+ + 4Cl- pout le premier prélèvement qui devrait donner un solide or on y fait pas mention dans l'énoncé, pouvez vous m'aider ?

merci à tous
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[moco]

NON.
Tu suppposes qu'il se forme autant de Na₂O₂ que de Na₂O. C'est faux.
Le sodium s'oxyde à l'air en formant exclusivement Na₂O₂, selon l'équation :
2 Na + O₂ --> Na₂O₂
Mais il y a une réaction secondaire, car une petite partie du sodium réagit avec une partie du Na₂O₂ précédemment formé selon l'équation :
2 Na + Na₂O₂ ---> 2 Na₂O

Le mélange final contient donc beaucoup de Na₂O₂ et fort peu de Na₂O.

Ces deux substances réagissent indépendamment vec l'eau selon :
Na₂O₂ + 2 H₂O --> 2 NaOH + H₂O₂
et
Na₂O + H₂O --> 2 NaOH

Donc, dans l'eau, les deux oxydes forment NaOH, que tu titres au §1. Mais seul Na₂O₂ forme H₂O₂, que tu titres au §2.

Ceci dit, l'addition de HCl détruit NaOH et forme NaCl qui n'est pas un solide, car il est dissous dans l'eau où il produit les ions Na⁺ et Cl^-, selon :
NaOH + HCl --> NaCl + H₂O
qu'on peut aussi écrire sous forme ionique ainsi :
OH^- + H₃O⁺ --> 2 H₂O
ou encore ainsi :
Na⁺ + OH^- + H₃O⁺ + Cl^- --> 2 H₂O + Na⁺ + Cl^-.

J'espère que cela va t'aider à résoudre ton problème.

[oursgenial]

Une méthode de préparation de O2 est le réaction de Na2O2 avec l'eau selon la réaction :
2 Na2O2 + 2 H2O donne 4 NaOH + O2.
Cette réaction ne risque-t-elle pas de fausser votre raisonnement?

[moco]

Oursgenial a raison.
NaOH contribue à détruire H₂O₂ et à dégager un peu de gaz O₂. Mais cette réaction est lente. L'auteur de l'exercice doit avoir estimé que, au moins sur le papier, elle ne perturbera pas beaucoup le titrage. Mais c'est vrai que ce mode opératoire prête à discussion, et à contestation.

Moi j'aurais dissous le mélange Na₂O₂ et Na₂O non dans l'eau, mais directement dans une solution d'acide en excès. Quitte à titrer en retour l'excès d'acide avec NaOH.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite0f7521a9]

oulala oui je ne sais pas oursgénial, je comprends les réactions que tu as écrite moco mais quand j'essaie de comprendre je me dis que je n'aurais pas pu les trouver seule, comment tu fais ? tu sais à quoi t'attendre et tu écris les réactions parce que ce que je veux dire c'est comment tu peux t'attendre aux produits qui vont se former , pourquoi ça réagit avec ça pour donner ça et pas un autre produit par exemple !

Comment je pouvais savoir qu'il n'y a pas autant de Na2O2 que de Na2O par exemple ?

[FC05]

D'abord moco est super balaise ... il triche un peu donc


sinon, le texte dit :
"On obtient ainsi un mélange de Na2O (x moles) et Na2O2 (y moles)"

mais il NE dit PAS : x = y, donc rien ne te permet de l'écrire ...

règle n°1 : bien lire le texte

règle n°2 : ne pas changer le texte

règle n°3 : si on fait des hypothèses, il faut les préciser et les vérifier à la fin du calcul ...

[moco]

C'est vrai que je connais par coeur des centaines de réactions chimiques. Que veux-tu ? On aime la chimie ou on ne l'aime pas. Cela ne se commande pas.

[FC05]

Ce n'était pas un reproche, bien au contraire ...

[invite0f7521a9]

whaou une centaine de réaction, rien que ça, donc pour la résolution de l'exo ça tenait de l'instinct ? Et ben il m'en reste du boulot !!!

en tous cas merci à tous et à toi moco pour ton aide
bonne soirée