I- EXPERIENCES PRELIMINAIRES. II

TP DE CHIMIE 2 :
COMMENT VALIDER UNE TRANSFORMATION CHIMIQUE AVEC UNE MESURE DE PRESSION ?
I- EXPERIENCES PRELIMINAIRES.
1) Identification de l’ion magnésium Mg
2+
.
a. Réaliser l’expérience ci-contre. Noter vos observations.
b. Les ions chlorure réagissent-ils avec la solution de soude?
c. Les ions sodium réagissent-ils avec la solution de soude ?
d. Les ions magnésium réagissent-il avec la solution de
soude ?
e. Comment reconnaître la présence d’ions magnésium Mg
2+
dans une solution ?
2) Réaction entre le magnésium et une solution acide.
a. Réaliser l’expérience ci-contre.
b. Caractériser le gaz qui se dégage en retournant l’éprouvette
et en approchant une allumette enflammée.
c. Proposer une expérience permettant de mettre en évidence
la présence des ions magnésium Mg
2+
dans la solution
ayant contenu le magnésium. La réaliser et conclure.
II- REACTION ENTRE L’ACIDE ETHANOÏQUE ET LE VINAIGRE.
L’acide éthanoïque réagit sur le magnésium suivant l’équation :
2 C
2
H
4
O + Mg 2 C
2
H
4
O
2 –
+ Mg
2+
+ H
2
Données :
 La masse d’un mètre de ruban de magnésium est de 1,042 g.
 M(Mg) = 24,3 g.mol
-1
.
 La constante des gaz parfaits R = 8,314 J.K
-1
.mol
-1
.
1) Expérience.
a. Faire un schéma du montage.
b. Se munir d’un morceau d’environ 1 cm de ruban de magnésium. Noter sa longueur exacte et en
déduire la quantité de magnésium n
1
dans le ruban.
c. Introduire 10 mL d’acide éthanoïque de concentration C
ac
= 1,0 mol.L
-1
.
d. Mesurer le diamètre D
1
du tube à essai ainsi que la hauteur H
1
entre la surface du liquide et le
bouchon.
e. Mesurer le diamètre D
2
du tuyau en caoutchouc ainsi que sa longueur L
2
.
f. En déduire le volume V, exprimé en m
3
, de gaz emprisonné dans le tube et le tuyau.
g. Ajouter le ruban de magnésium et fermer immédiatement le tube. Noter immédiatement la
pression initiale p
i
en pascals.
h. Lorsque la réaction est terminée, noter la pression finale p
f
en pascals.
i. Calculer la surpression ∆
∆∆
∆p = p
f
– p
i
.
j. Mesurer la température T en °C dans le tube à la fin de l’expérience et la convertir en kelvins.
2) Exploitation.
a. Mesure de la quantité de dihydrogène formé :
i. Pourquoi observe-t-on une augmentation de pression entre l’état initial et l’état final ?
ii. Donner la relation entre la surpression ∆
∆∆
∆p, la quantité de dihydrogène formé n
2
, la
constante R des gaz parfaits, le volume V et la température T.
iii. En déduire n
2
exprimé avec 2 chiffres significatifs.
b. En utilisant un tableau d’évolution du système, calculer la quantité théorique n
2 (th)
de dihydrogène
formé à l’état final.
c. Les valeurs de n
2
obtenues sont-elles cohérentes ? Quelles sont les sources d’erreur ?
d. Dans cette expérience, il est important que le magnésium soit le réactif limitant. En utilisant
toujours 10 mL de solution d’acide éthanoïque à 1,0 mol.L
-1
, quelle est la longueur l de ruban de
magnésium qu’il faudrait utiliser pour que les réactifs soient dans les proportions
stœchiométriques ? Pour que l’acide éthanoïque soit le réactif limitant ?
TP DE CHIMIE 2 :
COMMENT VALIDER UNE TRANSFORMATION CHIMIQUE AVEC UNE MESURE DE PRESSION ?
III- EXPERIENCES PRELIMINAIRES.
1) Identification de l’ion magnésium Mg
2+
.
a. Réaliser l’expérience ci-contre. Noter vos observations.
b. Les ions chlorure réagissent-ils avec la solution de soude?
c. Les ions sodium réagissent-ils avec la solution de soude ?
d. Les ions magnésium réagissent-il avec la solution de
soude ?
e. Comment reconnaître la présence d’ions magnésium Mg
2+
dans une solution ?
2) Réaction entre le magnésium et une solution acide.
a. Réaliser l’expérience ci-contre.
b. Caractériser le gaz qui se dégage en retournant l’éprouvette
et en approchant une allumette enflammée.
c. Proposer une expérience permettant de mettre en évidence
la présence des ions magnésium Mg
2+
dans la solution
ayant contenu le magnésium. La réaliser et conclure.
IV- REACTION ENTRE L’ACIDE ETHANOÏQUE ET LE VINAIGRE.
L’acide éthanoïque réagit sur le magnésium suivant l’équation :
2 C
2
H
4
O + Mg 2 C
2
H
4
O
2 –
+ Mg
2+
+ H
2
Données :
 La masse d’un mètre de ruban de magnésium est de 1,042 g.
 M(Mg) = 24,3 g.mol
-1
.
 La constante des gaz parfaits R = 8,314 J.K
-1
.mol
-1
.
3) Expérience.
a. Faire un schéma du montage.
b. Se munir d’un morceau d’environ 1 cm de ruban de magnésium. Noter sa longueur exacte et en
déduire la quantité de magnésium n
1
dans le ruban.
c. Introduire 10 mL d’acide éthanoïque de concentration C
ac
= 1,0 mol.L
-1
.
d. Mesurer le diamètre D
1
du tube à essai ainsi que la hauteur H
1
entre la surface du liquide et le
bouchon.
e. Mesurer le diamètre D
2
du tuyau en caoutchouc ainsi que sa longueur L
2
.
f. En déduire le volume V, exprimé en m
3
, de gaz emprisonné dans le tube et le tuyau.
g. Ajouter le ruban de magnésium et fermer immédiatement le tube. Noter immédiatement la
pression initiale p
i
en pascals.
h. Lorsque la réaction est terminée, noter la pression finale p
f
en pascals.
i. Calculer la surpression ∆
∆∆
∆p = p
f
– p
i
.
j. Mesurer la température T en °C dans le tube à la fin de l’expérience et la convertir en kelvins.
4) Exploitation.
a. Mesure de la quantité de dihydrogène formé :
i. Pourquoi observe-t-on une augmentation de pression entre l’état initial et l’état final ?
ii. Donner la relation entre la surpression ∆
∆∆
∆p, la quantité de dihydrogène formé n
2
, la
constante R des gaz parfaits, le volume V et la température T.
iii. En déduire n
2
exprimé avec 2 chiffres significatifs.
b. En utilisant un tableau d’évolution du système, calculer la quantité théorique n
2 (th)
de dihydrogène
formé à l’état final.
c. Les valeurs de n
2
obtenues sont-elles cohérentes ? Quelles sont les sources d’erreur ?
d. Dans cette expérience, il est important que le magnésium soit le réactif limitant. En utilisant
toujours 10 mL de solution d’acide éthanoïque à 1,0 mol.L
-1
, quelle est la longueur l de ruban de
magnésium qu’il faudrait utiliser pour que les réactifs soient dans les proportions
stœchiométriques ? Pour que l’acide éthanoïque soit le réactif limitant ?
Solution de
soude
Solution de
chlorure de sodium
Solution de chlorure de magnésium
Solution de
soude
Solution de
chlorure de sodium
Solution de chlorure de magnésium