Suivi d`une transformation chimique Chimie Mesure

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Suivi d’une transformation chimique Document : I.Chami & M.Moppert – CPF - Beyrouth
1
ère
S
Suivi d’une transformation chimique
Chimie
Mesure
- Enoncé -
Masses molaires atomiques (en g.mol
-1
) : M(H) = 1,0 ; M(C) = 12,0 ; M(O) = 16,0 ; M(Ca) = 40,1
L’acide chlorhydrique a pour formule H3O+(aq) + Cl−
(aq). Le carbonate de calcium est un solide ionique de
formule CaCO3(s) composé d’ions carbonate
2
3
CO
−
et d’ions calcium Ca2+. Quand on met en présence de l’acide
chlorhydrique et du carbonate de calcium, les ions oxonium de l’acide réagissent avec les ions carbonate du
solide ionique, pour donner du dioxyde de carbone CO2 (g) et de l’eau liquide.
Dans un erlenmeyer, on fait réagir un volume V1 = 40,0 mL d’acide chlorhydrique avec une masse m2 de
carbonate de calcium.
1. Ecrire et équilibrer l’équation chimique de la réaction.
2. Le diagramme en annexe n°1 représente l’évolution des quantités de matière des réactifs et des
produits de la réaction en fonction de l’avancement x de celle-ci (l’eau est en excès et ne figure pas sur le
diagramme).
a) Sans justifier, attribuer un numéro à chacune des espèces chimiques participant à la réaction.
b) Quel est le réactif limitant ?
c) Sans justifier, compléter le diagramme en traçant l’évolution des quantités de matière des ions chlorure
et des ions calcium.
3. Compléter numériquement, en annexe n°2, le tableau descriptif de l’évolution de la réaction entre les
ions entre les ions oxonium et carbonate. Aucune justification n’est demandée.
4. Déterminer la concentration molaire c en soluté apporté de l’acide chlorhydrique initialement introduit
dans l’erlenmeyer.
5. Déterminer la masse m2 de carbonate de calcium initialement introduit dans l’erlenmeyer.

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- Annexes -
ANNEXE N°1
ANNEXE N°2
Equation chimique
Date
Avancement
(en mmol) Quantités de matière (en mmol)
H3O+
2
3
CO
−
CO2 H2O
t = 0 Excès
t Excès
tfinal
Excès
N°
1
N°
2
N
°
3

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- Corrigé -
1. Ecrire et équilibrer l’équation chimique de la réaction.
2 H3O+(aq) + CO
2
3
−
(aq)  CO2(g) + 3 H2O
2. a) Sans justifier, attribuer un numéro à chacune des espèces chimiques participant à la réaction.
- N°1 : ion oxonium.
- N°2 : dioxyde de carbone.
- N°3 : ion carbonate.
b) Quel est le réactif limitant ?
L’ion oxonium est le réactif limitant. Sa quantité devient nulle pour x = 10 mmol.
c) Sans justifier, compléter le diagramme en traçant l’évolution des quantités de matière des ions chlorure et des ions calcium.
3. Compléter numériquement, en annexe n°2, le tableau descriptif de l’évolution de la réaction entre les ions entre les ions
oxonium et carbonate. Aucune justification n’est demandée.
Equation chimique
2 H3O+(aq) + CO
2
3
−
(aq) 
 CO2(g) + 3 H2O
Date
Avancement
(en mmol) Quantités de matière (en mmol)
H3O+
2
3
CO
−
CO2 H2O
t = 0
x = 0
20
30
0
Excès
t
x
20
–
2x
30
-
x
x
Excès
t
final
x
max
= 10
0
20
10
Excès
4. Déterminer la concentration molaire c en soluté apporté de l’acide chlorhydrique initialement introduit dans l’erlenmeyer.
c =
3 0
1
n(H O )
V
+
soit : c =
3
3
20 10
40, 0 10
−
−
×
×= 5,0 x 10-1 mol.L-1
5. Déterminer la masse m
2
de carbonate de calcium initialement introduit dans l’erlenmeyer.
n(CaCO3)0 = 2
3
m
M(CaCO )
=> m2 = n(CaCO3)0.M(CaCO3) soit : m2 = 30 x 10-3 x 100,1 = 3,0 g
N°
1
N°
2
N
°
3
Cl
-
CO3
2
-