La détermination de la formule moléculaire d’un hydrate

But : Déterminer le pourcentage de composition d’eau de façon expérimentale dans le copper (II) sulfate en forme hydraté (un hydrate est un sel qui forme des cristaux ioniques lorsqu’il se lie chimiquement à l’eau). Puis s’en servir de ce pourcentage de composition par masse pour identifier le nombre de molécules d’eau chimiquement lié au composé de copper (II) sulfate.

Matériel :

Précautions :

Méthode :

Élimination : Mettre l’hydrate dans le bécher de déchets fourni. Ne pas le jeter à la poubelle ni dans l’évier.

Observations :

Analyse : Montrer les calculs!1. Calculer le % massique d’eau dans le copper (II) sulfate hydraté.2. Calculer le nombre de molécules d’eau qui sont chimiquement liées à copper (II) sulfate.3. Écrire l’équation équilibrée de cette réaction.

Compléter #4 le jour que le rapport est rendu.4. Calculer le % de composition expérimental d’eau. Chercher le % de composition théorique du prof. Calculer le % d’erreur en employant ces % de composition. Discuter les erreurs possibles dans l’expérience.

N. B. Une note de précision expérimentale basée sur le pourcentage de composition sera donnée. (0-5% donne 3/3; 5-10% donne 2/3 ; 10-15% donne 1/3 et > 15% donne 0/3)

5. Discuter des erreurs possibles. Suggérez une source d’erreur (qui n’a pas été déjà mentionnée) et qui aurait pour résultat :

a) d’augmenter la valeur de x par rapport à sa valeur réelle;b) de diminuer la valeur de x par rapport à sa valeur réelle.

Conclusion : Indiquer la formule moléculaire.

Application :

1. Suppose que tu chauffes un échantillon d’un composé ionique hydraté dans une éprouvette. Que pourrais-tu voir dans cette éprouvette, à proximité de l’ouverture? Expliquez votre réponse.

2. Quelle serait la masse d’un sac de sulfate de magnésium anhydre, MgSO4, s’il contenait la même quantité de magnésium qu’un sac de 1.00 kg de sel d’Epsom, MgSO4

• 7 H2O? Donnez votre réponse en grammes.

Hydrates

Depuis les dernières années du 20ième siècle, les structures des hydrates les plus communs ont été déterminés par la cristallographie, rendant le format avec le point obsolète.

ex. CuSO4.5H2O = CuSO4(H2O)5

On continue à utiliser ce format car c’est simple. Plus la plupart des sels, la liaison exacte de l’eau n’est pas importante car les molécules d’eau se dissocient en dissolution dans l’eau. Par exemple, une solution aqueuse préparée de CuSO4

.5H2O et CuSO4

anhydre réagissent de la même façon. Savoir le degré d’hydrations est important seulement pour déterminer la masse équivalente : une mole de CuSO4

.5H2O a une masse plus élevée qu’un mole de CuSO4.

Les hydrates sont communs pour les sels à cause de l’attraction électrostatique.

Application

Quelques composés anhydres sont hydratés si facilement qu’on dit qu’ils sont hygroscopiques et sont employés comme des agents de dessiccation (le petit paquet dans un sac à main que tu achètes). Des desséchants communs incluent CaCl2 et Na2SO4.

CoCl2 tourne la couleur de magenta indiquant la présence d’eau (l’humidité ou confirme que le vapeur produit lors d’une expérience est de l’eau).

Une complication sérieuse de l’analyse thermale (chauffer) pour la présence d’eau d’hydrations est que les composés contenant de l’hydrogène et de l’oxygène relâcheront de l’eau lorsqu’ils sont chauffés, même s’ils ne contiennent pas de molécules d’eau. Pour exemple, si on chauffe l’acide carboxylique, RCO2H, on obtient H2O. L’eau d’est pas présente dans la molécule du départ.

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