REACTION ENTRE LE MAGNESIUM ET L`ACIDE CHLORHYDRIQUE

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TP de chimie n°2 :
R EACTION ENTRE LE MAGNESIUM ET L ’ ACIDE CHLORHYDRIQUE
On réalise la réaction entre l'acide chlorhydrique et du magnésium solide.
L'équation de la réaction est : 2 H
+
(aq) + 2 Cl
-
(aq) + Mg(s) → Mg
2+
(aq) + 2 Cl
-
(aq) + H
2
(g)
Le but de la séance est de mesurer la quantité de matière de dihydrogène H
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formée par la réaction puis de
comparer ce résultat à ce que l'on peut prévoir à partir de l'équation bilan.
I. Etude préliminaire
A. Prévisions de la quantité d'ions formés
On fera réagir un volume V
A
= 20 mL d'acide chlorhydrique de concentration : C
A
= 1 mol.L
-1
avec 5,0 cm de
ruban de magnésium.
1. Quantité de matières introduites
On sait que la masse molaire du magnésium est : M
Mg
= 24,3 g.mol
-1
 Découper un morceau de 5,0 cm de magnésium, bien le décaper avec du papier de verre et le peser.
m
Mg
= ………………
a. Calculer la quantité de matière de magnésium introduite (n
i
(Mg))
b. En considérant que la quantité de matière d'acide chlorhydrique est égal à la quantité de matière d'ions
hydrogène (H
+
), calculer la quantité de matière d'ions introduite (n
i
(H
+
)).
2. Prévision de la quantité de produits formés :
On suppose dans cette étude que tout le magnésium va réagir (si ce n'est pas le cas, il faudra reprendre le
raisonnement).
a. Construire un tableau d’avancement de la réaction étudiée. Vous veillerez à utiliser le terme x
max
dans
la dernière ligne du tableau.
Equation de la réaction
2 H
+
(aq
aqaq
aq) + 2 Cl
-
(aq
aqaq
aq) + Mg(s
ss
s) →
→→
→ Mg
2+
(aq
aqaq
aq) + 2 Cl
-
(aq
aqaq
aq) + H
2
(g
gg
g)
Etat du
système Avancement (mol)
Quantités de matière (mol)
E.I.
En cours de
transfo.
E.F.
b. Calculer la valeur de x
max
.
c. Calculer alors la quantité de matière de dihydrogène attendue en fin de réaction (
n
f.théo
(H
2
)).
B. Méthode utilisée pour connaître la quantité de matière de H
2
formé
On a choisi de mesurer la quantité de dihydrogène formé car c'est la quantité la plus simple à mesurer parmi
les produits.
1. Pour connaître la quantité de matière de dihydrogène en fin de réaction, quelle grandeur peut-on mesurer ?
2. Expliquez votre choix et la façon dont vous en déduirez la quantité de matière. Si plusieurs méthodes vous
paraissent possibles, détaillez chacune d'entre elles.

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II. Mise en œuvre de la manipulation
A. Matériel utilisé
Vous disposez d'un erlenmeyer dans lequel vous introduirez les réactifs, cet erlenmeyer est muni d'un
bouchon sur lequel est placé un tube à dégagement.
Le gaz résultant de la manipulation est alors envoyé dans une éprouvette graduée remplie d’eau, retournée
au dessus d’un cristallisoir contenant de l’eau également (ou plus simplement on dit qu’on recueille le gaz par
déplacement d’eau).
B. Mode opératoire
 Introduire dans l'erlenmeyer 20 mL d'acide chlorhydrique.
 Reprendre le morceau de magnésium découpé en début de TP, le placer dans l'erlenmeyer et reboucher
tout de suite.
 Maintenir le bouchon en place tout au long de la réaction.
 Une fois la réaction terminée, noter le volume de gaz présent dans l’éprouvette.
III. Interprétation
On considère pour l’exploitation des résultats que :
• le volume de gaz présent dans l’éprouvette est le volume de dihydrogène dégagé (on ne tient pas
compte de la longueur du tuyau) ;
• la pression du gaz dans l’éprouvette est la même que la pression atmosphérique.
1. Mesurer la pression dans la salle de TP (à l’aide du capteur et du voltmètre) ainsi que la température.
2. Déduire de vos différentes mesures la quantité de matière de dihydrogène que la réaction a formé
(n
fexp
(H
2
)).
3. Calculez le pourcentage d’erreur n
fthéo.
- n
fexp.
n
fthéo.
.
4. Ce résultat est-il en accord avec les calculs faits au début de la séance ?

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PREPARATION :
A/
a. Balance au 1/100 !!! pour peser 5 cm de Mg => m=0.05g =>
ni(Mg)=0,002 mol
b. Solution acide chlorydrique sur bureau Ca=1mol.L-1 et Va=10mL
ni(H+)=1*0.010=0,01mol
c.
Equation de la réaction
2 H
+
(aq
aqaq
aq) + 2 Cl
-
(aq
aqaq
aq) + Mg(s
ss
s) →
→→
→ Mg
2+
(aq
aqaq
aq) + 2 Cl
-
(aq
aqaq
aq) + H
2
(g
gg
g)
Etat du
système Avancement (mol)
Quantités de matière (mol)
E.I.
0.01 0.01 0.002 0 0.01 0
En cours de
transfo.
0.01-2x 0.01 0.002-x x 0.01 X
E.F.
0.006
0.01 0 0.002 0.01 0.002
B/
On mesure le volume V(H2)
n(H2) = V(H2) / Vm => V(H2)= n(H2)*Vm=0,002*24=0.048L=48mL