Réactifs pour une Réaction de Précipitation
Comprendre les Réactifs pour une Réaction de Précipitation
Dans un laboratoire de chimie, un élève de première année prépare une expérience pour étudier la réaction entre le nitrate d’argent (\( \text{AgNO}_3 \)) et le chlorure de sodium (\( \text{NaCl} \)) pour former du chlorure d’argent (\( \text{AgCl} \)), un précipité blanc, et du nitrate de sodium (\( \text{NaNO}_3 \)). Cette réaction est un exemple de réaction de précipitation.
Équation de la Réaction
\[ \text{AgNO}_3 (aq) + \text{NaCl} (aq) \rightarrow \text{AgCl} (s) + \text{NaNO}_3 (aq) \]
Données:
- Masse molaire de \( \text{AgNO}_3 \) : 169,87 g/mol
- Masse molaire de \( \text{NaCl} \) : 58,44 g/mol
- Masse de \( \text{AgCl} \) souhaitée : 143,32 g
- Masse molaire de \( \text{AgCl} \) : 143,32 g/mol
Questions:
1. Calculez la quantité de matière de \( \text{AgCl} \) qui se formera si l’élève veut obtenir 143,32 g de ce précipité.
2. Utilisant l’équation de la réaction chimique, déterminez la quantité de matière de \( \text{AgNO}_3 \) et de \( \text{NaCl} \) nécessaire pour obtenir cette quantité de \( \text{AgCl} \).
3. Calculez la masse initiale de \( \text{AgNO}_3 \) et de \( \text{NaCl} \) que l’élève doit peser pour que la réaction puisse se dérouler complètement sans excès de l’un des réactifs.
Correction : Réactifs pour une Réaction de Précipitation
1. Calcul de la quantité de matière de AgCl qui se formera
La quantité de matière de AgCl peut être calculée à partir de sa masse et de sa masse molaire:
\[ n_{\text{AgCl}} = \frac{m_{\text{AgCl}}}{M_{\text{AgCl}}} \] \[ n_{\text{AgCl}} = \frac{143.32 \, \text{g}}{143.32 \, \text{g/mol}} \] \[ n_{\text{AgCl}} = 1 \, \text{mol} \]
2. Détermination des quantités de matière de AgNO\(_3\) et de NaCl nécessaires
Selon l’équation de la réaction:
\[ \text{AgNO}_3 (aq) + \text{NaCl} (aq) \rightarrow \text{AgCl} (s) + \text{NaNO}_3 (aq) \]
La stœchiométrie de la réaction est de 1:1 entre AgNO\(_3\) et AgCl, ainsi que entre NaCl et AgCl. Ainsi, 1 mol de AgCl nécessite 1 mol de AgNO\(_3\) et 1 mol de NaCl:
\[ n_{\text{AgNO}_3} = n_{\text{AgCl}} = 1 \, \text{mol} \]
\[ n_{\text{NaCl}} = n_{\text{AgCl}} = 1 \, \text{mol} \]
3. Calcul des masses initiales de AgNO\(_3\) et de NaCl
En utilisant les masses molaires de AgNO\(_3\) et de NaCl:
- Masse molaire de AgNO\(_3 = 169.87 \, \text{g/mol}\)
- Masse molaire de NaCl = \(58.44 \, \text{g/mol}\)
\[ m_{\text{AgNO}_3} = n_{\text{AgNO}_3} \times M_{\text{AgNO}_3} \] \[ m_{\text{AgNO}_3} = 1 \, \text{mol} \times 169.87 \, \text{g/mol} \] \[ m_{\text{AgNO}_3} = 169.87 \, \text{g} \]
\[ m_{\text{NaCl}} = n_{\text{NaCl}} \times M_{\text{NaCl}} \] \[ m_{\text{NaCl}} = 1 \, \text{mol} \times 58.44 \, \text{g/mol} \] \[ m_{\text{NaCl}} = 58.44 \, \text{g} \]
Conclusion
Pour que la réaction se déroule complètement sans excès de l’un des réactifs, l’élève doit peser et utiliser 169.87 g de nitrate d’argent (AgNO\(_3\)) et 58.44 g de chlorure de sodium (NaCl).
Ces masses correspondent à 1 mol de chaque réactif, suffisantes pour réagir entièrement et produire 1 mol (ou 143.32 g) de chlorure d’argent (AgCl) selon la stœchiométrie de la réaction.
Réactifs pour une Réaction de Précipitation
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