Calcul de Stœchiométrie
Comprendre le Calcul de Stœchiométrie
La réaction chimique entre l’hydrogène gazeux (H₂) et le dioxygène gazeux (O₂) produit de l’eau (H₂O) selon l’équation chimique suivante :
Supposons que vous disposiez de 4,0 g d’hydrogène gazeux et de 32,0 g de dioxygène gazeux.
Questions :
- Calcul de la quantité de matière :
- Calculez la quantité de matière (en moles) de chaque réactif (H₂ et O₂) que vous avez au début de la réaction. Utilisez la masse molaire de H = 1,0 g/mol et de O = 16,0 g/mol.
- Détermination du réactif limitant :
- Déterminez quel réactif est le limitant pour cette réaction.
- Calcul de la masse d’eau produite :
- Calculez la masse d’eau (H₂O) produite par la réaction, en sachant que la masse molaire de l’eau est de 18,0 g/mol.
- Excès de réactif :
- Calculez la masse du réactif qui est en excès après que la réaction ait complètement consommé le réactif limitant.
Correction : Calcul de Stœchiométrie
1. Calcul de la quantité de matière de chaque réactif
Pour l’hydrogène (H₂)
La quantité de matière \(n\) se calcule par la formule :
\[n = \frac{m}{M}\]
- Masse de H₂ : 4,0 g
- Masse molaire de H₂ : 2,0 g/mol
Appliquons la formule :
\[n(H_2) = \frac{4,0\ g}{2,0\ g/mol}\] \[n(H_2) = 2,0\ moles\]
Pour le dioxygène (O₂)
De même, pour O₂ :
-
Masse de O₂ : 32,0 g
Masse molaire de O₂ : 32,0 g/mol
Calculons la quantité de matière :
\[n(O_2) = \frac{32,0\ g}{32,0\ g/mol} \] \[n(O_2) = 1,0\ mole\]
2. Détermination du réactif limitant
L’équation de la réaction nous indique que :
\( 2 \, \text{moles de } H_2 \text{ réagissent avec } 1 \, \text{mole de } O_2\)
Nous avons trouvé :
- \(n(H_2) = 2,0\ moles\)
- \(n(O_2) = 1,0\ mole\)
Vérifions le rapport :
Pour consommer entièrement 2,0 moles de H₂, il faut exactement 1,0 mole de O₂ car le rapport requis est : 2 moles de H₂ / 1 mole de O₂.
Et nous avons exactement 2,0 moles de H₂ pour 1,0 mole de O₂.
Conclusion :
Les quantités disponibles respectent exactement le rapport stœchiométrique de la réaction. Ainsi, aucun réactif n’est en excès puisque les deux se consomment entièrement.
3. Calcul de la masse d’eau produite
La réaction indique que :
\[2H_2(g) \rightarrow 2H_2O(l)\]
Cela signifie que pour chaque 2 moles de H₂ consommées, 2 moles d’eau sont produites.
Nous avons 2,0 moles de H₂ initialement et la réaction utilise entièrement H₂, donc le nombre de moles d’eau produites est également 2,0 moles.
La masse d’eau produite se calcule ainsi :
\[m(H_2O) = n(H_2O) \times M(H_2O)\]
Ici :-
\(n(H_2O) = 2,0\ moles\)
- \(M(H_2O) = 18,0\ g/mol\)
Calcul :
\[m(H_2O) = 2,0 \times 18,0\ g/mol = 36,0\ g\]
4. Calcul de la masse du réactif en excès
Puisque les réactifs étaient présents dans la proportion stœchiométrique exacte, aucun réactif n’est en excès.
- H₂ est totalement consommé : 2,0 moles consommées
- O₂ est totalement consommé : 1,0 mole consommée
On peut donc affirmer que la masse du réactif en excès est de 0 g.
Calcul de Stœchiométrie
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