Neutralisation de l’Acide Gastrique et Calculs Stœchiométriques
Comprendre la Neutralisation de l'Acide Gastrique
L'acide gastrique, principalement constitué d'acide chlorhydrique (\(\text{HCl}\)), joue un rôle essentiel dans la digestion. Cependant, une production excessive ou une sensibilité accrue peut entraîner des brûlures d'estomac et des reflux acides. Les antiacides sont des médicaments utilisés pour neutraliser cet excès d'acidité. Ils contiennent des bases faibles ou des sels basiques qui réagissent avec l'acide chlorhydrique. L'hydroxyde de magnésium (\(\text{Mg(OH)}_2\)) est un exemple courant d'antiacide. La réaction de neutralisation entre \(\text{HCl}\) (acide fort) et \(\text{Mg(OH)}_2\) (base considérée comme forte une fois dissoute, bien que peu soluble) permet de réduire l'acidité gastrique. Comprendre la stœchiométrie de cette réaction est crucial pour déterminer la dose efficace d'un antiacide.
Données de l'étude
- Quantité d'acide chlorhydrique en excès à neutraliser : \(n_{\text{HCl,excès}} = 0,040 \, \text{mol}\)
- \(M(\text{Mg}) = 24,3 \, \text{g/mol}\)
- \(M(\text{O}) = 16,0 \, \text{g/mol}\)
- \(M(\text{H}) = 1,0 \, \text{g/mol}\)
- \(M(\text{Cl}) = 35,5 \, \text{g/mol}\)
Schéma : Neutralisation de l'acide gastrique
L'hydroxyde de magnésium réagit avec l'acide chlorhydrique dans l'estomac.
Questions à traiter
- Écrire l'équation chimique équilibrée de la réaction de neutralisation entre l'hydroxyde de magnésium (\(\text{Mg(OH)}_2\)) et l'acide chlorhydrique (\(\text{HCl}\)).
- Calculer la masse molaire de l'hydroxyde de magnésium (\(M(\text{Mg(OH)}_2)\)).
- Déterminer la quantité de matière (en moles) d'hydroxyde de magnésium (\(n_{\text{Mg(OH)}_2}\)) nécessaire pour neutraliser complètement l'excès d'acide chlorhydrique.
- Calculer la masse d'hydroxyde de magnésium (\(m_{\text{Mg(OH)}_2}\)) correspondante.
- Si un comprimé d'antiacide contient \(500 \, \text{mg}\) d'hydroxyde de magnésium, combien de comprimés (ou fraction de comprimé) la personne devrait-elle prendre pour neutraliser l'excès d'acide ?
- (Bonus) Quel serait le pH de l'estomac si le volume du contenu gastrique est de \(200 \, \text{mL}\) et qu'il contient uniquement l'excès de \(0,040 \, \text{mol}\) de HCl (considéré comme un acide fort) avant la prise de l'antiacide ?
Correction : Neutralisation de l’Acide Gastrique
Question 1 : Équation de la réaction de neutralisation
Principe :
L'hydroxyde de magnésium (\(\text{Mg(OH)}_2\)) est une base qui réagit avec l'acide chlorhydrique (\(\text{HCl}\)) pour former un sel, le chlorure de magnésium (\(\text{MgCl}_2\)), et de l'eau (\(\text{H}_2\text{O}\)). Il faut équilibrer l'équation.
L'équation de la réaction est :
Question 2 : Masse molaire de l'hydroxyde de magnésium (\(M(\text{Mg(OH)}_2)\))
Principe :
La masse molaire moléculaire est la somme des masses molaires atomiques des atomes constituant la molécule.
Formule(s) utilisée(s) :
Données spécifiques et Calculs :
Question 3 : Quantité de matière de \(\text{Mg(OH)}_2\) nécessaire
Principe :
D'après l'équation équilibrée, 1 mole de \(\text{Mg(OH)}_2\) réagit avec 2 moles de \(\text{HCl}\). On utilise cette stœchiométrie pour déterminer la quantité de \(\text{Mg(OH)}_2\) nécessaire pour neutraliser la quantité donnée de \(\text{HCl}\).
Relation stœchiométrique :
Donc, \(n_{\text{Mg(OH)}_2} = \frac{1}{2} n_{\text{HCl,excès}}\).
Calcul :
Quiz Intermédiaire 1 : Pour la réaction \( \text{A} + 3\text{B} \rightarrow \text{Produits} \), si l'on veut faire réagir complètement 0,6 mol de B, combien de moles de A sont nécessaires ?
Question 4 : Masse de \(\text{Mg(OH)}_2\) correspondante
Principe :
La masse \(m\) se calcule en multipliant la quantité de matière \(n\) par la masse molaire \(M\).
Formule(s) utilisée(s) :
Données spécifiques et Calculs :
Arrondi à 2 chiffres significatifs (dû à \(n_{\text{HCl,excès}}\)) : \(m_{\text{Mg(OH)}_2} \approx 1,2 \, \text{g}\).
Question 5 : Nombre de comprimés d'antiacide
Principe :
On divise la masse totale d'hydroxyde de magnésium nécessaire par la masse d'hydroxyde de magnésium contenue dans un comprimé.
Données spécifiques et Calculs :
En pratique, on ne peut pas prendre une fraction aussi précise d'un comprimé. La personne pourrait prendre 2 comprimés (ce qui ne neutraliserait pas tout l'excès) ou 2,5 comprimés si sécables, ou 3 comprimés (ce qui neutraliserait tout l'excès et laisserait un peu d'antiacide non réagi).
Question 6 : (Bonus) pH de l'estomac avant la prise de l'antiacide
Principe :
L'acide chlorhydrique (\(\text{HCl}\)) est un acide fort, il se dissocie totalement en solution. La concentration en ions \(\text{H}_3\text{O}^+\) est égale à la concentration de l'acide. Le pH est \(-log[\text{H}_3\text{O}^+]\).
Formule(s) utilisée(s) :
Données spécifiques et Calculs :
1. Concentration de HCl :
2. Concentration en \([\text{H}_3\text{O}^+]\) :
3. Calcul du pH :
Quiz Intermédiaire 2 : Un pH de 1 est caractéristique d'une solution :
Quiz Rapide : Testez vos connaissances (Récapitulatif)
7. La réaction de neutralisation entre un acide fort et une base forte :
8. L'hydroxyde de magnésium, \(\text{Mg(OH)}_2\), est une base car :
9. Si la stœchiométrie de la réaction de neutralisation était \( \text{Base} + 3\text{Acide} \rightarrow \text{Produits} \), pour neutraliser 0,03 mol d'acide, il faudrait :
Glossaire
- Acide gastrique
- Solution très acide présente dans l'estomac, principalement composée d'acide chlorhydrique (\(\text{HCl}\)), qui aide à la digestion des aliments.
- Antiacide
- Substance (généralement une base faible ou un sel basique) utilisée pour neutraliser l'excès d'acidité dans l'estomac.
- Neutralisation (acido-basique)
- Réaction chimique entre un acide et une base, qui conduit généralement à la formation d'un sel et d'eau. Le pH de la solution tend vers la neutralité (pH=7 à 25°C si acide fort et base forte).
- Hydroxyde de magnésium (\(\text{Mg(OH)}_2\))
- Base peu soluble, utilisée comme antiacide (lait de magnésie) et laxatif.
- Acide chlorhydrique (\(\text{HCl}\))
- Acide fort, principal composant de l'acide gastrique.
- Stœchiométrie
- Étude des proportions quantitatives dans lesquelles les substances chimiques réagissent et sont produites.
- Quantité de matière (n)
- Mesure du nombre d'entités chimiques (atomes, molécules, ions). Unité : mole (mol).
- Masse molaire (M)
- Masse d'une mole d'une substance (g/mol).
- pH
- Mesure de l'acidité ou de la basicité d'une solution aqueuse. \(\text{pH} = -\log[\text{H}_3\text{O}^+]\).
- Acide fort / Base forte
- Acide ou base qui se dissocie complètement en solution aqueuse.
D’autres exercices de chimie terminale:
0 commentaires