L`azurite, pierre semi-précieuse de couleur bleue, est également

Révision sur le Bilan de matière
Exercice 1 :
On réalise la transformation chimique du sodium solide Na avec le gaz dioxygène O2 qui conduit à la formation d’un solide, l’oxyde de sodium Na2O, dans
des conditions où le volume molaire est .
1. Écrire l’équation de la réaction.
2. Compléter le tableau d’avancement dans le cas où l’on introduit 0,20 mol de sodium et 1,2 mol de dioxygène.
..................... ... ..................... ... .....................
État initial
.....................
.....................
.....................
État intermédiaire
x
.....................
.....................
.....................
État final
.....................
.....................
.....................
3. a. Quel serait l’avancement maximal en supposant que le réactif limitant est le sodium Na ?
b. Quel serait l’avancement maximal en supposant que le réactif limitant est le dioxygène O2 ?
c. Quel est effectivement le réactif limitant et quel est l’avancement maximal ?
4. Préciser la composition de l’état final du système.
5. Quelle est la masse d’oxyde de sodium formée à l’état final ?
Données. Masse molaire : ; .
Durée : 15
CORRIGÉ :
1. Les réactifs sont le sodium Na et le dioxygène O2. Le produit de la transformation est l’oxyde de sodium Na2O.
On ajuste avec des nombres stœchiométriques pour traduire la conservation des éléments chimiques et des charges. Soit :
2. Sur la première ligne, on écrit l’équation de la réaction et on peut compléter pour l’état initial qui est connu. Ensuite, on considère que 4x mol de Na
réagissent avec x mol de O2 pour donner 2x mol de Na2O.
3. a. Si le réactif limitant est le sodium Na, alors il est totalement consommé. Donc , d’où mol.
b. Si le réactif limitant est le dioxygène O2 , alors il est totalement consommé. Donc , d’où mol.
c. C’est le sodium qui disparaît en premier car l’avancement maximal est le plus petit. Le sodium est le réactif limitant et mol.
4. Comme mol, alors dans l’état final on a :
mol. Le réactif O2 est en excès.
mol.
Il s’est formé 0,1 mol de Na2O.
5. , d’où avec
.
Donc .

Exercice 2 :
L’azurite, pierre semi-précieuse de couleur bleue, est également utilisée comme pigment. L’azurite est un minéral de formule .
Le cristal d’azurite contient des ions cuivre (II) , des ions hydroxyde et des ions carbonate .
1. Quel est l’ion responsable de la couleur bleue de l’azurite ?
2. On dispose de solutions de carbonate de sodium, ,
d’hydroxyde de sodium, , et de sulfate de cuivre (II), . Les concentrations C des ions carbonate, hydroxyde
et cuivre (II) sont toutes à . On prélève 10 mL de solution de sulfate de cuivre (II).
Écrire l’équation de formation de ce pigment.
3. Déterminer la quantité d’ions cuivre (II) présents dans le volume V.
4. À l’aide du tableau d’avancement, déterminer les quantités nécessaires d’ions carbonate et hydroxyde pour obtenir un mélange stœchiométrique.
5. Quels volumes des deux solutions faut-il utiliser pour cela ?
Remarque : l’équation fait intervenir trois réactifs. On ne tiendra pas compte des ions spectateurs.
Durée conseillée : 20 minutes
CORRIGÉ :
1. La couleur bleue de l’azurite est due à l’ion cuivre (II).
2.
L’équation de la réaction doit être ajustée avec des nombres stœchiométriques pour satisfaire la conservation des atomes et des charges.
3. On prélève 10 mL de solution de sulfate de cuivre (II) de concentration .
Soit mol d’ions .
4. Soit et .
Si tous les réactifs sont consommés dans l’état final, alors le mélange est dit stœchiométrique. Les trois réactifs sont limitants.
Soit , donc mol.
et d’où mol.
5. , soit L. Soit 6,6 mL.
Il faudra prélever 6,6 mL de solution d’hydroxyde de sodium et 6,6 mL de solution de carbonate de sodium.