corrigé

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Exercice n°1 :
L’hydroxyde d’aluminium Al(OH)3(s) est un solide blanc qui peut être obtenu lors de la réaction entre les
ions aluminium Al3+(aq) et les ions hydroxyde HO–(aq).
L’équation de la réaction est : Al3+(aq) + 3 HO– (aq) → Al(OH)3(s)
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Graphe a)
Quelles sont les quantités de matière de réactifs au
départ ? Justifiez.
Le début de la réaction correspond à l’avancement x égal à
0. On lit directement sur le graphe :
6,0 mol pour HO- et 1,5 mol pour Al3+.
Qui est le réactif limitant ?
Quel est l’avancement maximal ? Justifiez.
Si HO- était limitant, à la fin, il n’en resterait plus. Sur la
courbe, on lit nHO-= 0 pour xmax = 2,0 mol.
Si Al3+ était limitant, à la fin, il n’en resterait plus.
Sur la courbe, on lit nAl3+= 0 pour xmax = 1,5 mol.
Celui qui vient à manquer en premier est Al3+ car c’est le
réactif qui va le moins loin dans la réaction (avancement
max le plus petit des deux réactifs).
xmax = 1,5 mol.
Quelles sont les quantités de matière de réactifs au
départ ? Justifiez.
Le début de la réaction correspond à l’avancement x égal à
0. On lit directement sur le graphe :
6,0 mol pour HO- et 2,0 mol pour Al3+.
Qui est le réactif limitant ?
Quel est l’avancement maximal ? Justifiez.
Si HO- était limitant, à la fin, il n’en resterait plus. Sur la
courbe, on lit nHO-= 0 pour xmax = 2,0 mol.
Si Al3+ était limitant, à la fin, il n’en resterait plus.
Sur la courbe, on lit nAl3+= 0 pour xmax = 2,0 mol.
Les deux réactifs viennent à manquer en même temps.
xmax = 2,0 mol.
Dans les deux cas, tracez, en la justifiant, la courbe montrant l’évolution de la quantité de matière en
Al(OH)3(s) en fonction de l’avancement x.
On construit un début de tableau d’avancement
Réaction :
Al3+(aq) + 3 HO– (aq) → Al(OH)3(s)
État du
système
Avancement
(mol)
Quantités de matière (mol)
Initial
0
1,5 ou 2,0
6,0
0
En cours…
x
1,5 – x
ou 2,0 - x
6,0-3x
x
Dans les deux cas, le nombre de moles de Al(OH)3(s) créé est égal à x.
n(Al(OH)3(s))= x C’est donc une droite de coefficient directeur 1 et qui passe par l’origine.

Attention ! Dans le cas (a) elle se termine à xmax = 1,5 mol et dans le cas (b) à xmax = 2,0 mol.
L’un des deux systèmes correspond-il à un mélange stoechiométrique ? Si oui, lequel ? Justifiez.
Dans le cas (b) les deux réactifs viennent à manquer en même temps. Ils sont donc en proportions stoechiométriques.
Dans le cas (a), il reste du réactif HO—en fin de réaction. Donc les réactifs n’étaient pas en proportions
stoechiométriques.
La réaction entre une solution d’acide chlorhydrique et de l’aluminium préalablement décapé produit un
dégagement de dihydrogène selon l’équation :
2 Al(s) + 6 H+(aq) → 2 Al3+(aq) +3 H2(g)
On met en présence 0,52 g d’aluminium et 40 mL de solution d’acide de concentration 2,0 mol.L-1 en H+.
1. Déterminez les quantités de matière de réactifs au début de la réaction :
Calcul de la quantité de matière de l’aluminium :
𝒏𝟏=
𝒎𝟏
𝑴𝟏
=
𝟎,𝟓𝟐
𝟐𝟕
=𝟎,𝟎𝟏𝟗!𝒎𝒐𝒍 =𝟏𝟗!𝒎𝒎𝒐𝒍.!
Calcul de la quantité de matière des ions H+ :
On a à faire à une solution d’acide chlorhydrique, donc on va parler de concentration molaire en ions H+.
𝒏𝟐=𝒄𝟐.𝑽𝟐=𝟐,𝟎×𝟒𝟎.𝟏𝟎!𝟑=0,080!𝑚𝑜𝑙!=!𝟖𝟎!𝒎𝒎𝒐𝒍
2. Dressez le tableau d’avancement de la réaction :
Equation :
2 Al(s) + 6 H+(aq) ! 2 Al3+(aq) + 3 H2(g)
État du
système
Avancement
(en mmol)
Quantités de matières (mmol).
initial
0
19
80
0
0
en cours
x
19 – 2 x
80 – 6x
2 x
3 x
A la fin
xmax
19 – 2 xmax
80 – 6 xmax
2 xmax
3 xmax
3. Déterminez l’avancement final ainsi que le réactif limitant :
On choisit le plus petit des deux, soit xmax = 9,5 mmol.
Le réactif limitant est donc Al(s).
Déterminez le volume de dihydrogène dégagé sachant qu’au cours de l’expérience, la pression est de 1013
hPa et la température de 20°C :
d’après le tableau d’avancement, à la fin, il se sera formé nf = 3 xmax moles de H2.
Calculons le volume correspondant à ce nombre de moles :
Le volume molaire des gaz dans les conditions de température et de pression de l’énoncé est de 24L.mol-1
𝑉𝑓(𝐻2)=!𝑛𝑓!×!𝑉𝑀!=!3×!9,5.10!!!×!24!=!0,68!𝐿!𝑑𝑒!𝑑𝑖ℎ𝑦𝑑𝑟𝑜𝑔è𝑛𝑒.
!
si Al(s) était limitant
si H+(aq) était limitant
la réaction s’arrêterait pour 19 – 2 xmax = 0
c'est-à-dire pour
!𝑥𝑚𝑎𝑥!=
19
2!=!9,5!𝑚𝑚𝑜𝑙
.
la réaction s’arrêterait pour 80 - 6xmax = 0
c'est-à-dire pour
6𝑥𝑚𝑎𝑥!=!80!𝑚𝑚𝑜𝑙
ou encore
pour
𝑥𝑚𝑎𝑥!=
80
6!=13,3!𝑚𝑚𝑜𝑙
On aurait donc :
xmax = 9,5 mmol.
On aurait donc :
xmax = 13,3 mmol.

Exercice n°3 : Composition d’un bronze…
Lors de la réaction entre l’étain (Sn(s)) et les ions H+ de l’acide chlorhydrique, il se produit un dégagement
de dihydrogène et des ions étain (Sn2+(aq)) apparaissent. Dans les mêmes conditions, le cuivre ne réagit pas
avec l’acide.
1. Écrire l’équation de la réaction entre l’étain et les ions H+ :
Sn(s) + 2 H+(aq) !Sn2+(aq) + H2(g)
Les cloches sont constituées de bronze, alliage de cuivre et d’étain. Un échantillon de ce bronze de masse
m = 5,4 g est plongé dans une solution d’acide chlorhydrique. On recueille alors 250 mL de dihydrogène.
2. A l’aide d’un tableau d’avancement, déterminez l’avancement final.
Equation :
Sn(s) + 2 H+(aq) ! Sn2+(aq) + H2(g)
État du
système
Avancement
(mol)
Quantités de matières (mol).
initial
0
n1
n2
0
0
en cours
x
n1- x
n2 – 2x
x
x
final
xmax
n1- xmax
n2 – 2 xmax
xmax
xmax
D’après le tableau d’avancement, la quantité de matière de H2 formée en fin de réaction vaut : xmax.
D’autre part, d’après l’énoncé, on sait qu’il s’est formé un volume VH2 = 250 mL de dihydrogène.
Comme on est à 20°C sous 1013 hPa, ceci correspond à un nombre de moles de H2 créées égal à :
𝑛𝐻2!=!
𝑉𝐻2
𝑉𝑀
!=!250.10!!×!24 =!0,010!𝑚𝑜𝑙
on peut en conclure que xmax = 0,010 mol
3. En supposant que les ions H+ étaient en excès, déduire la quantité de matière et la masse de l’étain
présent dans l’échantillon de bronze
Si H+(aq) est en excès, c’est que Sn(s) est limitant. Cela veut dire qu’il n’en restera plus à la fin de la réaction. Ainsi,
on aura :
n1- xmax = 0 et donc n1= xmax = 0,010 mol.
Masse d’étain correspondante :
!𝑚1!=!𝑛1!.𝑀1!=!0,010×!118,7=!1,2!𝑔
4. Calculer le pourcentage en masse d’étain présent dans le bronze :
Pourcentage en masse d’étain dans le bronze
%𝑆𝑛 =!
𝑚1
𝑚
×100 =
1,2
5,4
!×100 =!22!%.
(