Réaction de l’Acide Chlorhydrique et du Magnésium
Comprendre la Réaction de l’Acide Chlorhydrique et du Magnésium
Lors d’une expérience en classe de chimie, on étudie la réaction entre l’acide chlorhydrique (HCl) et le magnésium (Mg). Cette réaction produit du chlorure de magnésium (MgCl₂) et du dihydrogène (H₂). On souhaite déterminer la quantité de magnésium nécessaire pour réagir complètement avec une certaine quantité d’acide chlorhydrique.
Données :
- La concentration de l’acide chlorhydrique utilisé est de 1,5 mol/L.
- Le volume de la solution d’acide chlorhydrique est de 100 mL.
- La masse molaire du magnésium est de 24,3 g/mol.
Équation de la réaction :
\[\text{Mg}(s) + 2\text{HCl}(aq) \rightarrow \text{MgCl}_2(aq) + \text{H}_2(g)\]
Questions :
- Calcul de la quantité de matière d’HCl (n_HCl) :
- Déterminez la quantité de matière d’acide chlorhydrique en moles.
- Calcul de la quantité de matière de magnésium (n_Mg) nécessaire :
- En utilisant la stœchiométrie de la réaction, déduisez la quantité de magnésium nécessaire pour réagir avec l’acide chlorhydrique.
- Calcul de la masse de magnésium (m_Mg) :
- Calculez la masse de magnésium en grammes nécessaire pour cette réaction.
- Volume de dihydrogène produit :
- Sachant que le dihydrogène est un gaz qui obéit aux conditions normales de température et de pression (T = 273 K, P = 1 atm) et que 1 mole de gaz occupe 22,4 L, déterminez le volume de dihydrogène produit.
Correction : Réaction de l’Acide Chlorhydrique et du Magnésium
1. Calcul de la quantité de matière d’HCl, (n_HCl)
La concentration (C) indique combien de moles d’acide il y a par litre de solution. Le volume (V) doit être converti de millilitres en litres (100 mL = 0,100 L). Pour connaître le nombre total de moles (n), on multiplie la concentration par le volume.Données :
- CHCl = 1.5 mol/L
- VHCl = 100 mL = 0.100 L
Formule :
\[ n = C \times V \]Calcul :
\[ n_{HCl} = 1.5\,\mathrm{mol/L} \times 0.100\,\mathrm{L} \] \[ n_{HCl} = 0.150\,\mathrm{mol} \]
2. Calcul de la quantité de matière de magnésium nécessaire,(n_Mg)
La réaction montre que 2 moles de HCl sont consommées pour chaque mole de Mg. Autrement dit, pour chaque 2 mol d’acide, on a besoin de 1 mol de magnésium. Pour trouver nMg, on divise la quantité de HCl par 2.
Données :
- nHCl = 0.150 mol
Formule :
\[ n_{Mg} = \frac{n_{HCl}}{2} \]Calcul :
\[ n_{Mg} = \frac{0.150\,\mathrm{mol}}{2} \] \[ n_{Mg} = 0.075\,\mathrm{mol} \]
3. Calcul de la masse de magnésium, (m_Mg)
Le mol est une unité qui compte les particules. La masse molaire (M) indique combien pèse 1 mole de Mg (24.3 g). On multiplie donc le nombre de moles par cette masse pour obtenir la masse en grammes.Données :
- nMg = 0.075 mol
- MMg = 24.3 g/mol
Formule :
\[ m_{Mg} = n_{Mg} \times M_{Mg} \]Calcul :
\[ m_{Mg} = 0.075\,\mathrm{mol} \times 24.3\,\mathrm{g/mol} \] \[ m_{Mg} = 1.8225\,\mathrm{g} \] \[ m_{Mg} \approx 1.82\,\mathrm{g} \]
4. Volume de dihydrogène produit
Dans les conditions normales de température et pression (CNTP), 1 mole de gaz occupe 22.4 L. Selon la réaction, 1 mol de Mg libère 1 mol de H₂. On multiplie donc le nombre de moles de H₂ par 22.4 L/mol pour obtenir le volume.Données :
- nH₂ = nMg = 0.075 mol
- Vm = 22.4 L/mol
Formule :
\[ V_{H₂} = n_{H₂} \times V_m \]Calcul :
\[ V_{H₂} = 0.075\,\mathrm{mol} \times 22.4\,\mathrm{L/mol} \] \[ V_{H₂} = 1.68\,\mathrm{L} \]
Réaction de l’Acide Chlorhydrique et du Magnésium
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