Volume de dioxyde de carbone dégagé

Volume de dioxyde de carbone dégagé

Comprendre le Volume de dioxyde de carbone dégagé

Lors de la réaction chimique entre l’acide chlorhydrique (HCl) et le carbonate de calcium (CaCO₃), du dioxyde de carbone (CO₂) est dégagé selon l’équation chimique suivante :

\( \text{CaCO}_3(s) + 2\text{HCl}(aq) \rightarrow \text{CaCl}_2(aq) + \text{H}_2\text{O}(l) + \text{CO}_2(g) \)

Un élève réalise cette expérience en ajoutant 100 mL d’acide chlorhydrique (concentration 1,0 M) à un échantillon de 5,0 g de carbonate de calcium pur.

Questions

  1. Calcul de la quantité de matière de réactifs
    • Calculez la quantité de matière d’acide chlorhydrique utilisée.
    • Déterminez la quantité de matière de carbonate de calcium présente.
  2. Identification du réactif limitant
    • En vous basant sur les équations stœchiométriques, identifiez le réactif limitant.
  3. Calcul du volume de CO₂ dégagé
    • Calculez le volume de dioxyde de carbone dégagé à température et pression ambiantes (conditions normales de température et de pression, CNTP : 1 atm et 0°C, volume molaire d’un gaz = 22,4 L/mol).
  4. Interprétation
    • Expliquez comment le volume de CO₂ dégagé changerait si on utilisait 200 mL d’acide chlorhydrique au lieu de 100 mL avec la même quantité de carbonate de calcium.

Informations supplémentaires:

  • La masse molaire du carbonate de calcium (CaCO₃) est de 100 g/mol.
  • La concentration molaire (M) est définie comme le nombre de moles de soluté par litre de solution.

Correction : Volume de dioxyde de carbone dégagé

Données:

  • Volume d’acide chlorhydrique (HCl) : \(100\, \text{mL} = 0,1\, \text{L}\)
  • Concentration d’HCl : \(1,0\, \text{M}\)
  • Masse de carbonate de calcium (\(\text{CaCO}_3\)) : \(5,0\, \text{g}\)
  • Masse molaire du \(\text{CaCO}_3\) : \(100\, \text{g/mol}\)
  • Conditions normales de température et de pression (CNTP) : volume molaire d’un gaz = \(22,4\, \text{L/mol}\)

Équation chimique:

\( \text{CaCO}_3(s) + 2\text{HCl}(aq) \rightarrow \text{CaCl}_2(aq) + \text{H}_2\text{O}(l) + \text{CO}_2(g) \)

1. Calcul de la quantité de matière de réactifs

a) Quantité de matière d’acide chlorhydrique

\[ n(\text{HCl}) = C \times V \] \[ n(\text{HCl}) = 1,0\, \text{M} \times 0,1\, \text{L} \] \[ n(\text{HCl}) = 0,1\, \text{mol} \]

b) Quantité de matière de carbonate de calcium

\[ n(\text{CaCO}_3) = \frac{\text{masse}}{\text{masse molaire}} \] \[ n(\text{CaCO}_3) = \frac{5,0\, \text{g}}{100\, \text{g/mol}} \] \[ n(\text{CaCO}_3) = 0,05\, \text{mol} \]

2. Identification du réactif limitant

Pour déterminer le réactif limitant, nous examinons le rapport stœchiométrique de l’équation chimique.

Il faut 2 mol d’HCl pour réagir avec 1 mol de CaCO₃. Nous avons 0,1 mol d’HCl pour 0,05 mol de CaCO₃, ce qui est exactement le ratio requis selon l’équation.

Ainsi, les réactifs sont dans les proportions stœchiométriques parfaites, et aucun ne limite l’autre dans cette condition particulière.

Toutefois, pour les besoins de l’exercice, nous observerons le comportement comme si les deux réactifs étaient parfaitement consommés.

3. Calcul du volume de CO\(_2\) dégagé

\[V(\text{CO}_2) = n(\text{CO}_2) \times V_m \] \[V(\text{CO}_2) = 0,05\, \text{mol} \times 22,4\, \text{L/mol} \] \[V(\text{CO}_2) = 1,12\, \text{L}\]

4. Interprétation:

Si on utilise \(200\, \text{mL}\) d’acide chlorhydrique (\(0,2\, \text{L}\)) avec la même quantité de carbonate de calcium, la quantité de matière d’HCl deviendrait :

\[ n(\text{HCl}) = C \times V \] \[ n(\text{HCl}) = 1,0\, \text{M} \times 0,2\, \text{L} \] \[ n(\text{HCl}) = 0,2\, \text{mol} \]

Cependant, cela n’affecterait pas le volume de \(\text{CO}_2\) dégagé car le réactif limitant reste le carbonate de calcium (\(\text{CaCO}_3\)). La réaction est limitée par la quantité de \(\text{CaCO}_3\) disponible, et non par la quantité d’HCl.

Ainsi, le volume de \(\text{CO}_2\) dégagé resterait le même (\(1,12\, \text{L}\)) tant que la quantité de \(\text{CaCO}_3\) ne change pas.

Volume de dioxyde de carbone dégagé

D’autres exercices de chimie 4 ème:

0 commentaires

Soumettre un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

Analyse de la Qualité de l’Air

Analyse de la Qualité de l'Air Comprendre l'Analyse de la Qualité de l'Air Des étudiants réalisent un projet pour évaluer la qualité de l'air dans leur école située dans une zone urbaine. Ils ont recueilli des données sur la concentration de dioxyde de soufre (SO₂) à...

Calcul de la concentration en ammoniac

Calcul de la concentration en ammoniac Comprendre le Calcul de la concentration en ammoniac Tu es un jeune assistant dans un laboratoire environnemental chargé de vérifier la qualité de l'eau d'une rivière locale. Des récentes analyses montrent une possible...

Analyse de l’Eau Potable

Analyse de l'Eau Potable Comprendre l'Analyse de l'Eau Potable Dans cette activité, tu vas jouer le rôle d'un chimiste analysant l'eau d'une rivière pour déterminer si elle peut être sécuritairement transformée en eau potable pour une petite ville. Le principal...

Concentration molaire de l’eau de Javel

Concentration molaire de l'eau de Javel Comprendre la Concentration molaire de l'eau de Javel L'eau de Javel est une solution aqueuse contenant du hypochlorite de sodium (NaClO), utilisée couramment pour désinfecter ou blanchir. Le titre indique la quantité de matière...

Réaction de l’Acide Chlorhydrique et du Magnésium

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...

Calcul des quantités de réactifs et de produits

Calcul des quantités de réactifs et de produits Comprendre le Calcul des quantités de réactifs et de produits Dans le cadre de notre étude des réactions chimiques, nous allons explorer une réaction qui produit un dégagement de gaz. La réaction entre le vinaigre (acide...

Calculs de Masse et Stœchiométrie

Calculs de Masse et Stœchiométrie Comprendre les Calculs de Masse et Stœchiométrie Un laboratoire scolaire souhaite démontrer la combustion complète du méthane. Lors de la combustion complète du méthane, celui-ci réagit avec l'oxygène de l'air pour former du dioxyde...

Comprendre le Tableau Périodique

Comprendre le Tableau Périodique Le Monde des Atomes : Comprendre le Tableau Périodique Dans le cadre d'une mission scientifique, votre classe a été sélectionnée pour participer à une étude sur les propriétés des éléments chimiques. Vous devez utiliser vos...

Le Test de pH avec du Chou Rouge

Le Test de pH avec du Chou Rouge Comprendre Le Test de pH avec du Chou Rouge Le chou rouge contient un pigment naturel qui change de couleur en fonction du pH de la solution dans laquelle il est plongé. Ce pigment, appelé anthocyane, rend le jus de chou rouge...

Transformation de la Glace en Vapeur

Transformation de la Glace en Vapeur Comprendre la Transformation de la Glace en Vapeur On considère de l'eau pure dans un récipient à une température initiale de -10 °C. On souhaite amener cette eau jusqu'à l'état de vapeur à 110 °C. On dispose des données suivantes...