Chapitre 05 : Réaction chimique

Etude de l'évolution d'un système chimique (livre page 91) Loi de Beer-Lambert (livre page 92) Application au dosage (livre page 92)
Il faut savoir faire un tableau d'avancement ;
animations de l'Université du Colorado : 		Voir TP07 - Dosage de l'eau de Dakin ;
animation de l'Université du Colorado :

Exercices conseillés
  • exercice 2 page 94 : Corriger un tableau d'avancement ;
  • exercice 3 page 94 : Réaction de combustion du fer ;
  • exercice 5 page 94 : Acide chlorhydrique et magnésium ;
  • exercice 12 page 95 : Une solution de sulfate de cuivre ;
  • exercice 16 page 96 : Un colorant de sirop de menthe ;
  • exercice 19 page 97 : Dosage de l'eau de Dakin ;
  • exercice 20 page 98 : Dosage d'un comprimé de fer ;
  • exercice 21 page 98 : Suivi d'une transformation chimique.

Correction détaillées des exercices
Exercice 5 page 94 : Acide chlorhydrique et magnésium
  1. L'équation est Mg(s) + 2 H+(aq) → Mg2 +(aq) + H2 (g).
  2. Etat avancement (mol)
    E.I. 0 ni(Mg) ni(H+) ni(Mg2 +) ni(H2)
    en cours x ni(Mg) - x ni(H+) - 2 x ni(Mg2 +) + x ni(H2) + x
    E.F. xmax ni(Mg) - xmax ni(H+) - 2 xmax ni(Mg2 +) + xmax ni(H2) + xmax
      • Au départ il n'y a ni ion magnésium ni dihydrogène donc ni(Mg2 +) = ni(H2) = 0 mol.
      • quantité initiale de magnésium ni(Mg) =
        mi(Mg) / M(Mg)
        =
        m / M(Mg)

        application numérique avec m = 1,0 g et M(Mg) = 24g.mol- 1 :
        ni(Mg) =
        1,0 / 24
        = 4,1. 10- 2 mol.
        La quantité initiale de magnésium est 4,1. 10- 2 mol.
      • quantité initiale d'ion hydrogène ni(H+) = Ci(H+) V = c V
        application numérique avec c = 1,0 mol.L- 1 et V = 50. 10- 3 L :
        ni(H+) = 1,0 x 50. 10- 3 = 5,0. 10- 2 mol.
        La quantité initiale d'ion hydrogène est 5,0. 10- 2 mol.
    • On cherche l'avancement maximal xmax :
      xmax = min{ni(Mg) ;
      ni(H+) / 2
      } = min{4,1. 10- 2 ;
      5,0. 10- 2 / 2
      } = min{4,1. 10- 2 ; 2,5. 10- 2}.
      Le réactif limitant est l'ion hydrogène et l'avancement maximal vaut 2,5. 10- 2 mol.
    • On cherche la composition finale du sytème :
      • quantité finale de dihydrogène : nf(H2) = xmax = 2,5. 10- 2 mol ;
      • quantité finale d'ion magnésium : nf(Mg2 +) = xmax = 2,5. 10- 2 mol ;
      • quantité finale d'ion hydrogène : nf(H+) = 0 mol (c'est le réactif limitant) ;
      • quantité finale de magnésium : nf(Mg) = ni(Mg) - xmax
        nf(Mg) = 4,1. 10- 2 - 2,5. 10- 2 = 1,6. 10- 2 mol.
    • On cherche le volume Vf de dihydrogène dégagé :
      nf(H2) =
      Vf / VM
      donc Vf = nf(H2) . VM
      application numérique avec VM = 24 L.mol-1 :
      Vf = 2,5. 10-2 x 24 = 6,0. 10-1 L.
      Lors de la transormation, il s'est dégagé 6,0. 10-1 L de dihydrogène.

Compétences attendues
  • Identifier le réactif limitant, décrire quantitativement l'état final d'un système chimique ;
  • interpréter en fonction des conditions initiales la couleur à l'état final d'une solution siège d'une réaction chimique mettant en jeu un réactif ou un produit coloré ;
  • pratiquer une démarche expérimentale pour déterminer la concentration d'une espèce colorée à partir d'une courbe d'étalonnage en utilisant la loi de Beer-Lambert.