chapitre 03 suivi d’une reaction chimique

- TP : correction

- bilan

- exercices

- Difficulté du chapitre

Attention erreur dans l’énoncé

C= 0.01 mol/L et

vous devez remplacer mes chiffres par les

vôtres

Équation de réaction

C9H8O4 + HCO3-→ C9H7O 4 - + CO2 + H2O

État du système

Avancement x (mol)

nC9H8O4 (mol)

n(HCO3-)

(mol)

n(…………)

(mol)

n(…………)

(mol)

n(…………)

(mol)

État initial

x = 0 Excèsn0 =

1,5.10-4 0 0 0

État intermédiaire

x Excès n0 – x x x x

État final xmax Excèsn0 – xmax

= 0xmax =

1,5.10-4

xmax = 1,5.10-

4

xmax =1,5.1

0-4

3

4

calcul de no: no= CxV=10-2x15.10-3=1,5.10-4 mol

•I- 3°/ La mesure de pression de dioxyde de carbone formée permet d'établir un bilan de matière car la pression de gaz formée permet de calculer la quantité de matière de gaz formée grâce à l’équation d’état des gaz parfait : PV=nRT

ETAT INITIAL : Le volume disponible pour le gaz est le volume du ballon, auquel on soustrait le volume déjà occupé par la solution. Le gaz présent dans le ballon est de l'air, dont la quantité vaut nair.

D'où : Pi =(Vballon – Vsolution)

nair.R T_______________________

ETAT FINAL : Le volume disponible pour le gaz n'a pas changé. Par contre la quantité de gaz présente dans le ballon a changé : La quantité d'air reste la même, mais du CO2 a été créé par la réaction, donc on écrit que ngaz = nair + nCO2

donc:Pf =(nair + nCO2).RT/(Vballon– Vsolution)

On peut alors écrire que ΔP = Pf – Pi = [(nair + nCO2). R T / (Vballon – Vsolution) ] - [ nair.R T / (Vballon – Vsolution)] On met en facteur le terme R T / (Vballon – Vsolution) ce qui donne

ΔP = (nair + nCO2 – nair ) . R T / (Vballon – Vsolution)

On simplifie : ΔP = nCO2 . R T / (Vballon – Vsolution)

On déduit donc l'expression de nCO2 : nCO2 = ΔP . (Vballon – Vsolution) / (R.T)

Grâce au tableau d'avancement, on sait que nCO2 formé est égal à l'avancement maximal ( x

max). On écrit donc xmax,exp = nCO2

Pour faire l'application numérique, on fait attention aux unités :

V s'exprime en m3 : Vballon – Vsolution = 250- 15 = 235 mL = 0,235 L = 2,35 . 10 -4 m3 .

T s'exprime en K : T = 25 °C = 298,15 KP s'exprime en Pa : ΔP = 1500 PaR = 8,31 USI

Le calcul donne xmax,exp = 1,42 . 10-4 mol

Avec

mes

val

eurs

«mon»  écart relatif = 100x 1,42 . 10-4 - 1,5 . 10-4

1,42 . 10-4

Écart relatif = 5,63 %

Avec n° = C.V = 10-2 x 15.10-3 = 1,5.10-4 mol = xmax . Il s'agit de la valeur théorique, que l'on devrait trouver si l'expérience est convenablement réalisée, et bien sûr si la théorie est correcte.

Cet écart entre la valeur théorique et la valeur expérimentale s'explique par l'imprécision des mesures de quantités de matière lors de l'expérience. Il faut aussi tenir compte de la fuite éventuelle des gaz hors de l'erlenmeyer malgré le bouchon.

III-Oui, l’équation d’état des gaz parfait nous permet de calculer la quantité de matière formée à partir d’une mesure de pression.

Voir l’expression de la quantité de dioxyde de carbone formé que l’on pourrait écrire dans le tableau d’avancement puisqu’elle correspond à x.

rappels de seconde sur la réaction et le

bilan de matière

1- évolution d’un système chimique1.1-définition

1.2-équation d’une réaction chimique

l: solide l: liquide g : gaz aq : pour les espèces dissoutes en solution

2- bilan de matière

définition

Méthode

Avancement de la réaction

Tableau descriptif

État final

Réactif limitant et avancement maximal

Équation de la réaction 2H2 + O2 → 2H2O

Quantités de matières initiales

(mol)

Quantités de matières de réactifs

consomméset de produits

formés à la date t (mol)

Quantités de matières présentes à

la date t (mol)lorsque

l'avancement est xQuantités de

matières finales (mol)

lorsque l'avancement est

xmax

exercices

Exercice 1Exercice 2Exercice 3Exercice 4

+ les exercices d’application ainsi que les 2 exercices résolus du livre

Equation de la réaction

Etat initial (mol)

Etat à la date tl'avancement est x

Etat final (mol)l'avancement est

xmax(mol)

Difficulté du chapitre

Savoir écrire une équation de réaction Savoir faire un bilan de matière Savoir faire un tableau d’avancement Savoir trouver le réactif limitant