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Exercice 1 : precipitation de l"hydroxyde de cuivre II On mélange 100 mL d"une solution aqueuse de sulfate de cuivre de concentration c

1 = 0,5 mol.L-1 et

80 mL d"hydroxyde de sodium (Na

+ + HO-) de concentration c2 = 2 mol.L-1. L"équation de la réaction de précipitation est : Cu

2+(aq) + 2 HO-(aq) ® Cu(OH)2 (s)

1.1. Dresser le tableau d"avancement.

1.2. Déterminer le réactif limitant et calculer x

max

1.3. Calculer la masse de précipité.

1.4. Quelle est la concentration finale en ions HO

- s"il n"y a pas de variation du volume ? On commence par calculer les quantités de matière des espèces introduites.

Pour Cu2+ : n1 = c1 V1 = 0,5 × 0,1 = 0,05 mol

Pour HO- : n2 = c2 V2 = 2 × 0,08 = 0,16 mol

On peut commencer à dresser le tableau d"avancement :

Cu2+(aq) + 2 HO-(aq) ® Cu(OH)2(s)

État initial en mol x = 0 0,05 0,16 0

Etat intermédiaire en mol x 0,05 - x 0,16 - 2x x

Etat final en mol xmax

Le réactif limitant est celui qui est totalement consommé, c"est-à-dire celui pour lequel la quantité

est nulle dans l"état final. Si Cu2+ est le réactif limitant : 0,05 - xmax = 0 ? xmax = 0,05 mol Si HO- est le limitant : 0,16 - 2xmax = 0 ? xmax = 0,08 mol On retient la plus petite valeur de xmax : le réactif limitant est Cu2+ et xmax = 0,05 mol.

Le tableau complet est :

Cu2+(aq) + 2 HO-(aq) ® Cu(OH)2(s)

État initial en mol x = 0 0,05 0,16 0

Etat intermédiaire en mol x 0,05 - x 0,16 - 2x x

Etat final en mol xmax = 0,05 0 0,06 0,05

Calcul de la masse de précipité : on peut lire dans le tableau que la quantité de matière de

précipité Cu(OH)2 est n3 = 0,05 mol. m3 = n3 M3 avec M3 = MCu + 2 (MO + MH) = 63,5 + 2 × (16 + 1) = 97,5 g.mol-1. m3 = n3 M3 = 0,05 × 97,5 = 4,88 g

Concentration finale en ions HO- : on peut lire dans le tableau que la quantité finale de matière

d"ions hydroxyde est n4 = 0,06 mol avec V = V1 + V2 = 100 + 80 = 180 mL. [HO-]final = 44V
n= 18,0

06,0 = 0,333 mol.L-1

Exercice 2 : combustion de l"essence

Le principal constituant de l"essence est l"octane C

8H18. Lors de la combustion de l"essence dans

l"air, l"octane réagit avec le dioxygène de l"air pour produire du dioxyde de carbone et de l"eau.

Quel est le volume d"air, mesuré dans les CHTP, nécessaire pour la combustion de 500 g d"octane ?

On peut calculer la quantité de matière d"octane qui va réagir : n1 = 11M m avec M1 = 8 MC + 18 MH = 8 × 12 + 18 × 1 = 114 g.mol-1 n1 = 11M m = 114

500 = 4,39 mol

On peut ensuite écrire l"équation chimique, l"ajuster et commencer à compléter le tableau

d"avancement :

2 C8H18 + 25 O2 ® 16 CO2 + 18 H2O

État initial en mol x = 0 4,39 2On 0 0

Etat intermédiaire en mol x 4,39 - 2x 2On- 25x 16x 18x

Etat final en mol xmax 0

On souhaite que tout l"octane soit consommé : c"est la raison pour laquelle la quantité de matière

d"octane dans l"état final est nulle. A partir de cette quantité de matière, on peut calculer xmax :

4,39 - 2xmax = 0 ? xmax = 2

39,4 = 2,20 mol

La quantité de dioxygène nécessaire à la combustion est telle qu"à l"état final il n"en reste plus

(proportions stoechiométriques). On en déduit : 2On- 25xmax = 0 ? 2On= 25xmax = 25 × 2,20 = 54,9 mol.

Or l"air est constitué environ de 5

1de dioxygène (et de 5

4 de diazote).

D"où nair = 5 2On= 5 × 54,9 = 274 mol.

Nous avons vu que le volume molaire d"un gaz est VM = 24 L.mol-1 dans les conditions habituelles de température et de pression (CHTP) : Vair = nair × VM = 274 × 24 = 6580 L = 6,58 m3quotesdbs_dbs7.pdfusesText_13