TP Chimie Minérale Calorimétrie

[Claire0]

Bonjour à tous!
Je suis en train de préparer mon premier TP de chimie minérale et je bloque sur la dernière partie du TP.
Je vous mets l’énoncé en photo ci-joint:
DF21C2F8-51AF-4B54-8681-114C906E90F5.jpg9453D88E-71DF-4B3E-936E-CCABDB4060D8.jpg

Pour la partie C1, je n’éprouve pas de difficulté
Je trouve nNaOH=0,02086 mol et nHNO3=0,02921 mol et j’ai également repéré les domaines du pH acide et alcalin de l’hélianthine.

Les parties C2 et C3 sont les manipulations: jusqu’à là tout va bien je comprends ce qu’il faut faire!

Maintenant arrive la partie C4.
C’est ici où je doute et ne suis pas sûre de tout comprendre.

* Pour l’enthapie de la dilution, j’utiliserai:
Delta H = C.delta T (= n.Q)
Delta T sera calculé durant l’expérience
Pour C, il s’agit de la capacité calorifique du système.
C=Ccalorimètre + Csolution
Ccalorimètre sera trouvé dans la manipulation A
Et Csolution = masse de la solution * Ceau (=à 1) mais ici m solution est égale à mHNO3 seulement ou à mHNO3 + meau?

Et pour l’enthalpie pour une mole de HNO3 faut il faire un produit en croix (1mole au lieu de 0,2921mole ou juste la masse dans Csolution sera avec 1 mole HNO3 seulement?

* Pour la NaOH, mes interrogations restent les mêmes.
La réaction totale tient-elle compte de l’eau et de NaOH ou seulement mNaOH?

* Puis pour les enthalpies théoriques, je suis totalement perdue et ne comprend pas ce qu’il faut faire. Il faut certainement en additionner mais je bloque que ce point.

Merci d’avance aux personnes qui m’aideront: il me suffit juste de comprendre ce problème pour finaliser mon TP
Bonne journée!
-----

[gts2]

* Pour l’enthapie de la dilution, j’utiliserai : Delta H = C.delta T (= n.Q)

Delta H de quoi ? si c'est le Delta H du système, il est nul : calorimètre donc Q=0 et pression constante donc Delta H=Q=0.
Si c'est autre chose voir plus loin.

Et Csolution = masse de la solution * Ceau (=à 1) mais ici m solution est égale à mHNO3 seulement ou à mHNO3 + meau ?

Le système étudiée est le contenu du calorimètre ; dans une première approche on peut assimiler l'état final à de l'eau, donc la masse est la masse totale de la solution et la capacité celle de l'eau.

Et pour l’enthalpie pour une mole de HNO3 faut il faire un produit en croix (1mole au lieu de 0,2921mole ou juste la masse dans Csolution sera avec 1 mole HNO3 seulement ?

je ne comprends pas trop : on reprend le début Delta H=0 et ce Delta H est constitué de trois parties le Delta H du à la réaction qui est en effet proportionnel à la quantité qui a réagi (disons x), le Delta H du à la dilution (idem avec y) et enfin le Cp Delta T.
On aura alors

Puis pour les enthalpies théoriques, je suis totalement perdue et ne comprend pas ce qu’il faut faire.

Il faut comparer les valeurs que vous avez obtenues avec les valeurs obtenues à partir des valeurs tabulées par la loi de Hess.

[Claire0]

Pour le premier point, il s’agit du Delta H de la réaction. Dans les précédentes manipulations A et B, nous avons dû trouver Q ou il nous était donné donc il ne peut être égal à 0 je pense. Et on doit utiliser comme on ne connaît pas Q delta H réaction = C.delta T

Pour le deuxième point, je n’ai pas compris pour ce qui est la capacité de l’eau. Cela voudrait donc dire que C=Csolution+Ccalorimètre=1+Cca lorimètre?

Pour le dernier point, le Cp n’est pas donné donc je ne suis pas certaine qu’on doit l’utiliser (dans les données à la fin du TP on a juste un tableau périodique et des incertitudes)

[gts2]

Pour le premier point, il s’agit du Delta H de la réaction. Dans les précédentes manipulations A et B, nous avons dû trouver Q ou il nous était donné donc il ne peut être égal à 0 je pense. Et on doit utiliser comme on ne connaît pas Q delta H réaction = C.delta T

Si c'est ainsi que cela vous est présenté, il vaut mieux respecter la présentation qui vous est imposée, mais comment avez-vous fait avec une réaction exothermique (Delta H<0) qui conduit à un échauffement de la solution (Delta T>0) ?

Pour le deuxième point, je n’ai pas compris pour ce qui est la capacité de l’eau. Cela voudrait donc dire que C=Csolution+Ccalorimètre=1+Cca lorimètre ?

1 sans unité ne veut rien dire, je suppose que c'est 1 cal/g et cela n'est pas la capacité de l'eau mais la capacité massique de l'eau. Donc la capacité de l'eau C=m.c avec c capacité massique de 1cal/g

Pour le dernier point, le Cp n’est pas donné donc je ne suis pas certaine qu’on doit l’utiliser (dans les données à la fin du TP on a juste un tableau périodique et des incertitudes)

Le C donc vous parlez est le Cp (capacité à pression constante : la pression atmosphérique)

[A voir en vidéo sur Futura]

[Claire0]

Les seules fois où on me demandait que dire si c’était exothermique ou endothermique, on me faisait calculer n.C avant puis déterminer Q en connaissant delta T. Selon le signe de Q, on trouve si c’est endothermique ou exothermique.

Oui pardon pour le 1 sans unité j’ai voulu un peu trop abréger!
Pour trouver la masse de l’eau on fait m= masse volumique/V=1g/mL /55,5mL
Mais pour trouver Csolution on me dit que c’est égal à la masse de la solution * Ceau où Ceau=1 cal/g/ un rond unité que je connais pas.
Donc par exemple si je veux faire le premier delta H demandé de la réaction de dilution, il faudrait que je fasse:
Delta H = C.delta T où C= Csolution+Ccalorimètre et Csolution= msolution + Ceau = mH2O +mHNO3 +1. ?


Pour le C on me dit que c’est la capacité calorifique du système: cest-ce la même chose que la capacité à pression constante (on me dit a aucun moment que la pression est constante et que les deux ont des unités différentes)

[gts2]

Pour trouver la masse de l’eau on fait m= masse volumique/V=1g/mL /55,5mL

Je suppose que vous voulez dire m= masse volumique x V, oui mais cela (les 55,5 mL) c'est la partie eau distillée. Je disais plutôt que, grossièrement, on considérait que, d'un point de vue capacité thermique, toute la solution était de l'eau, donc c'est la masse totale de la solution qu'il faut considérer.

Mais pour trouver Csolution on me dit que c’est égal à la masse de la solution * Ceau où Ceau=1 cal/g/ un rond unité que je connais pas.

C'est bien cela avec c=1 cal/g/°C

Delta H = C.delta T où C= Csolution+Ccalorimètre et Csolution= msolution + Ceau = mH2O +mHNO3 +1. ?

Je suppose que vous voulez dire Csolution= msolution x Ceau = (mH2O +mHNO3)x 1 ? SI oui c'est bien cela.
Et vous traitez le problème du signe à part à ce que je comprends ?

Pour le C on me dit que c’est la capacité calorifique du système: cest-ce la même chose que la capacité à pression constante (on me dit a aucun moment que la pression est constante et que les deux ont des unités différentes)

C'est bien la même unité (le °C était resté dans le clavier ! ...). Le C usuel est à pression constante et on ne l'indique pas parce que les conditions courantes sont P=pression atmosphérique.

[Claire0]

Ok donc mon m sera égal à celui de l’eau et du soluté si c’est delta H de la réaction mais par exemplaire si on me demande que pour 1mole de HNO3 là je considérerai seulement mHNO3.

Oui c’est bien * dans la formule de Csolution (petite étourderie pardon!).

N’ayant pas encore les données du TP et préparant la théorie, oui je m’occuperai du signe après.

D’accord je ne savais pas que c’était la même chose merci! Mais je ne vois pas où je pourrai utiliser votre formule? ( comme à chaque fois j’ai l’impression qu’on peut utiliser la formule deltaH = C.deltaT)

[gts2]

si c’est delta H de la réaction mais par exemplaire si on me demande que pour 1mole de HNO3 là je considérerai seulement mHNO3.

Je suppose que vous voulez dire n(HNO3), quantité de matière. Si c'est cela, oui pour le C.3.
Comme déjà dit pour le C.2, il faut y aller plus doucement.

Mais je ne vois pas où je pourrai utiliser votre formule ? ( comme à chaque fois j’ai l’impression qu’on peut utiliser la formule deltaH = C.deltaT)

Delta H=C Delta T, c'est la variation d'enthalpie du système de capacité C qui voit sa température varier de Delta T (donc le troisième terme de "ma" formule).
Et là, il y a en plus les réactions/dissolutions.

"ma" formule, c'est "la formule" usuelle, générale pour une étude calorimétrique.

Ceci je vois que votre formule existe sur des sites "pédagogiques"...

[Claire0]

Je voulais bien dire mHNO3 pour pouvoir le mettre dans la formule après l’avoir déduit depuis le nHNO3=1mol

Concernant votre formule, je pense la garder de côté au cas où (ça peut toujours être utile!) mais ne pas l’utiliser dans le TP car je ne l’ai abordée ni dans le sujet de mon TP ni en cours.

Merci beaucoup pour votre aide en tout cas!
Bonne soirée

[gts2]

Je voulais bien dire mHNO3 pour pouvoir le mettre dans la formule après l’avoir déduit depuis le nHNO3=1mol

Les enthalpies théoriques sont données par mole, donc si vous voulez pouvoir comparer il faut aussi que vous calculiez des enthalpies par mole.

[Claire0]

Ah oui ok je vois ce qu’il faut faire!
Merci