TP n° : Quelles sont les proportions stoechiométriques d`une

TP n°
: Quelles sont les proportions stoechiométriques d’une transformation chimique ?
Réaction entre l’acide chlorhydrique et l’hydrogénocarbonate de sodium
Matériel :
-
-
Hydrogénocarbonate de sodium NaHCO3
Solution aqueuse d’acide chlorhydrique à 1,0 mol.L-1,
Eau de chaux.
Balance
Spatule
Entonnoir
Ballons de baudruches
Erlenmeyers de 100 mL
Eprouvette graduée de 100 mL,
Expérience :
-
-
Introduire avec précaution 2.5 g d’hydrogénocarbonate de sodium (NaHCO3(s) ) en poudre dans un ballon de
baudruche dégonflé.
Les six groupes prennent respectivement :
o n°1 : 5,0 mL,
o n°2 : 10,0 ml,
o n°3 : 20,0 mL,
o n°4 : 30,0 mL,
o n°5 : 40,0 mL,
o n°6 : 50,0 mL d’une solution aqueuse d’acide chlorhydrique (H3O+(aq) +Cl-(aq)) de concentration molaire
C = 1,0 mol/L).
Fixez délicatement le ballon sur l’ouverture de l’erlenmeyer en faisant attention de ne pas verser la poudre
dans le récipient.
Placer dans l’ordre, votre erlenmeyer sur la paillasse du professeur.
Ensemble, quand le professeur en donne l’instruction, transvaser rapidement la poudre contenue dans le
ballon de baudruche dans l’erlenmeyer.
Observations :
-
Compléter le dessin suivant en représentant le ballon de baudruche et le contenu de l’erlenmeyer après la
réaction.
Questions :
1. Le gaz dégagé est le dioxyde de carbone CO2. Comment pourrait-on l’identifier ?
2. Calculer les quantités de matières n (H3O+)0 et n (NaHCO3)0 dans l’état initial et compléter le tableau suivant :
Expérience
1
2
3
4
5
6
n (H3O+)0
n (NaHCO3)0
Réactif restant
en fin de
réaction (en
excès)
Réactif
complètement
consommé
(en défaut)
3. Dans quelle expérience a-t-on introduit les réactifs dans les proportions stoechiométriques.
4. Construction du tableau d’avancement.
a. Dans un premier temps, il faut tenir compte des coefficients stoechiométriques de l’équation
traduisant cette transformation chimique.
NaHCO3 (s) + H3O+ (aq) = CO2 (g) + Na+(aq) + 2 H2O (l)
On peut évaluer l’avancement de la réaction précédente par la quantité de matière d’hydrogénocarbonate
qui disparaît au cours de la réaction.
Appelons x cet avancement. Complétez la phrase suivante :
Quand 1 mole d’ions hydrogénocarbonate réagit, …… mole d’ions H3O+ réagit, …… mole de dioxyde de
carbone, …… mole de Na+ et ….. mole d’eau apparaissent.
Quand x mole d’ions hydrogénocarbonate réagissent, …… mole d’ions H3O+ réagissent, …… mole de
dioxyde de carbone, …… mole de Na+ et ….. mole d’eau apparaissent.
b. Compléter le tableau d’évolution du système suivant pour les conditions initiales suivantes :
mNaHCO3 = 5,0 g (MNaHCO3 = 84 g/mol) et VH3O+ = 50,0 mL (C = 1,0 mol/L)
Equation
Etat du système
Etat initial (mol)
Avancement
0
x = 0,02
Etats intermédiaires
x = 0,04
(mol)
x
Etat final (mol)
xmax =
NaHCO3 (s)
n NaHCO3
+ H3O+ (aq)
n H3O+
= CO2 (g)
nCO2
+ Na+(aq)
nNa+
+ 2 H2O (l)
nH2O
Questions sur l’hydrogénocarbonate de sodium.
1. La synthèse de l’hydrogénocarbonate de sodium est décrite par l’équation suivante que vous
équilibrerez :
……. Na2CO3 + …….H2O + ……..CO2 = ……..NaHCO3
2. La solubilité de l’hydrogénocarbonate de sodium dans l’eau est donnée par le graphe suivant :
2.1.
On peut lire sur l’axe des ordonnées « pourcentage massique ».
Que signifie « pourcentage massique » ?
Comment évolue la solubilité de l’hydrogénocarbonate de sodium dans l’eau en fonction de
la température ?
Déterminer les coefficients a et b de l’équation y = ax + b traduisant l’évolution de la
solubilité en fonction de la température. Que représentent les grandeurs x et y ?
Quelle la masse d’hydrogénocarbonate de sodium que l’on peut dissoudre dans 1,0 L d’eau à
la température T = 30°C ?
Dans les conditions du 2.4. qu’observerait-on dans le bécher si on introduisait 120 g
d’hydrogénocarbonate de sodium dans 1,0 L d’eau ?
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
3. Utilisations de l’hydrogénocarbonate de sodium.
Dans la vie quotidienne, l’hydrogénocarbonate de sodium est appelé bicarbonate de soude.
Attention ! Le bicarbonate de soude n’a rien à voir avec la soude.
Parmi les utilisations suivantes du bicarbonate de soude, l’une d’entre-elles est fausse.
Laquelle ?





Blanchir les dents.
Calmer les maux d’estomac.
Faciliter la digestion.
Décaper la peinture.
Lutter contre les fourmis.