TP Chimie N° 03

 Suivi d’une

transformation chimique.

Enoncé.

 

   

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Correction

Objectifs :

=>   Étudier une transformation chimique mettant en jeu des espèces solides et gazeuses en solution aqueuse.

=>   Mesurer des quantités de matière gazeuse à température et pression constants.

=>   Faire un tableau d’avancement de la réaction.

=>   Identifier le réactif limitant et prévoir l’état final du système.

 

Matériel :

Solution d’acide chlorhydrique de concentration C = 0,50 mol / L, solution de soude de concentration C = 1,0 mol / L, un ruban de magnésium, tubes à essais, tube à dégagement, cristallisoir, éprouvette graduée de 25 mL, allumettes, gants et lunettes, bouchons.

 

I - Etude qualitative de la réaction entre l'acide chlorhydrique et le magnésium.

1)- Expérience.

2)- Compte-rendu.

II- Etude quantitative de la réaction suivie par mesure de volume gazeux à T et P constants.

1)- Préparation du montage et calculs préliminaires.

2)- Expérience et mesures.

III - Récapitulatif.

1)- Etablir et remplir un tableau d'avancement.

2)- Comparer la quantité de matière de dihydrogène obtenue n à la quantité de matière théorique n théo. Conclure

 

I- Étude qualitative de la réaction entre l’acide chlorhydrique et le magnésium.

1)- Expériences.

ManipulationExpérience 1 :

-    Dans un tube à essais n° 1, verser  2 mL de la solution d’acide chlorhydrique à 0,50 mol / L, puis introduire un petit morceau de ruban de magnésium ( 2 cm ).

-    Bouchez un instant avec un bouchon.

-    Craquer une allumette et la présenter à l’ouverture du tube à essais n° 1 tout en enlevant le bouchon.

-    Puis laisser l’expérience se poursuivre.

ManipulationExpériences complémentaires :

-    Test 1 : Prélever environ 1 mL de la solution obtenue dans un tube à essais n° 2 et ajouter avec précaution quelques mL de soude et observer.

-    Test 2 : Dans un tube à essais n° 3, verser 1 mL de solution aqueuse de sulfate de magnésium.

-    Ajouter quelques gouttes de soude et observer.

2)- Compte-rendu :

-    Faire les schémas des différentes étapes.

-    Donner la nature du gaz qui produit une légère détonation en présence d’une flamme.

-    Comparer le résultat des deux tests pratiqués.

-    Que peut-on en déduire ?

-    Quels sont les ions formés lors de la réaction entre l’acide chlorhydrique et le magnésium ?

-    écrire l’équation de la réaction qui se produit dans les tubes n° 2 et 3.

-    Écrire l’équation de la transformation chimique qui se produit dans le tube n° 1 sachant que les ions chlorure ne participent pas au bilan de la réaction.

II- Étude quantitative de la réaction suivie par mesure de volume gazeux à T et P constants.

1)- Préparation du montage et calculs préliminaires.

a)- Préparer une cuve à eau. Mesurer la température de l’eau θ1 et celle de l’air ambiant θ2.

b)- Un mètre de magnésium en ruban a une masse m1 = 1,2 g . On utilise 1 cm , ou 1,5 cm , ou 2 cm de ruban de magnésium.

RédactionDéterminer la quantité de matière n1 de magnésium utilisé.

-    On donne : M (Mg) = 24,3 g / mol.

c)- Pour l’acide chlorhydrique, on utilise une éprouvette graduée de 25 mL que l’on rempli à raz bord.

-    Le volume total d’acide chlorhydrique versé dans l’éprouvette est V2 = 39 mL et la concentration de la solution est C2  = 0,50 mol / L

RédactionDéterminer la quantité de matière n2 d’ions H +(aq)  contenue dans l’éprouvette.

RédactionQuel est le réactif limitant de la réaction entre le magnésium et l’acide chlorhydrique ?

2)- Expérience et mesures.

Il faut utiliser les gants et les lunettes.

a)- Remplir avec précaution une éprouvette graduée de 25 mL avec une solution d’acide chlorhydrique de concentration C2  = 0,50 mol / L

-    Boucher l’extrémité de l’éprouvette graduée avec un carré de papier.

b)- Placer le morceau de magnésium plié en deux au fond de la cuve à eau.

c)- Le coiffer avec l’éprouvette remplie d’acide que l’on retourne délicatement sur la cuve à eau.

-    RRetirer lentement le carré de papier. 

-    Équilibrer  les volumes d’eau et d’acide en rajoutant (éventuellement de l’eau dans la cuve)

(le niveau du liquide dans l’éprouvette est plus haut que le niveau de liquide dans la cuve).

RédactionFaire les schémas légendés des différentes étapes de l’expérience et indiquer les observations.

RédactionNoter le volume V de gaz en fin de réaction

-    Il faut faire en sorte que la pression du gaz dans l’éprouvette est sensiblement égale à la pression atmosphérique :

-    Il faut que le niveau du liquide dans l’éprouvette soit à la même hauteur que le niveau du liquide dans la cuve.

RédactionÀ quelle pression se déroule l’expérience ?

RédactionPourquoi la réaction s’arrête-t-elle ? Quel est le réactif limitant ?

RédactionQuelles sont les causes d’incertitude sur la mesure du volume  de gaz formé ?

RédactionCalculer la valeur de la quantité de matière n de dihydrogène formé.

III- Récapitulatif.

1)- Établir et remplir un tableau d’avancement de la réaction.

2)- Comparer la quantité de matière de dihydrogène obtenue n à la quantité de matière théorique nthéo. Conclure.

Schémas :