Calcul des quantités de réactifs et de produits
Comprendre le Calcul des quantités de réactifs et de produits
Dans le cadre de notre étude des réactions chimiques, nous allons explorer une réaction qui produit un dégagement de gaz.
La réaction entre le vinaigre (acide acétique) et le bicarbonate de soude (bicarbonate de sodium) est bien connue pour produire du dioxyde de carbone (CO₂), de l’eau et de l’acétate de sodium.
Cet exercice permettra de comprendre le calcul des quantités de réactifs et de produits dans une réaction chimique simple.
Données :
- Masse molaire du bicarbonate de sodium (NaHCO₃) : 84 g/mol
- Masse molaire de l’acide acétique (CH₃COOH) : 60 g/mol
- Masse molaire du dioxyde de carbone (CO₂) : 44 g/mol
- Volume de vinaigre utilisé : 50 mL
- Concentration de l’acide acétique dans le vinaigre : 1 M (1 mol/L)
- Équation de la réaction : \(NaHCO_3 + CH_3COOH \rightarrow CO_2 + H_2O + NaCH_3COO\)
Questions :
1. Calculer la quantité de matière d’acide acétique dans 50 mL de vinaigre.
2. Si vous utilisez 10 g de bicarbonate de soude, déterminer la quantité de matière de bicarbonate de soude.
3. Identifier le réactif limitant.
4. Calculer la quantité de dioxyde de carbone qui sera produite, en supposant que la réaction se déroule complètement.
5. Déterminer la masse de dioxyde de carbone qui sera produite.
Correction : Calcul des quantités de réactifs et de produits
1. Calcul de la quantité de matière d’acide acétique dans 50 mL de vinaigre
Pour trouver la quantité de matière d’acide acétique dans 50 mL de vinaigre, nous utilisons la formule suivante :
- Quantité de matière (mol):
\[ = \frac{\text{Volume (mL)} \times \text{Concentration (M)}}{1000} \] \[ = \frac{50 \, \text{mL} \times 1 \, \text{M}}{1000} \] \[ = 0.05 \, \text{mol} \]
2. Quantité de matière de bicarbonate de soude pour 10 g
La quantité de matière de bicarbonate de soude est calculée par :
- Quantité de matière (mol):
\[ = \frac{\text{Masse (g)}}{\text{Masse molaire (g/mol)}} \] \[ = \frac{10 \, \text{g}}{84 \, \text{g/mol}} \] \[ \approx 0.119 \, \text{mol} \]
3. Identification du réactif limitant
En comparant les quantités de matière des deux réactifs :
- Acide acétique : 0.05 mol
- Bicarbonate de soude : 0.119 mol
L’acide acétique est le réactif limitant car il a la quantité de matière la plus faible.
4. Calcul de la quantité de dioxyde de carbone produit
La réaction produit 1 mol de CO\(_2\) pour chaque mol d’acide acétique réagissant, donc :
\[ \text{Quantité de CO}_2 \text{ produit (mol)} = \text{Quantité de matière d’acide acétique (mol)} = 0.05 \, \text{mol} \]
5. Détermination de la masse de dioxyde de carbone produite
La masse de CO\(_2\) produite est obtenue par :
\[ \text{Masse de CO}_2 \text{ (g)} = \text{Quantité de CO}_2 \text{ (mol)} \times \text{Masse molaire de CO}_2 \text{ (g/mol)} \] \[ \text{Masse de CO}_2 = 0.05 \, \text{mol} \times 44 \, \text{g/mol} \] \[ \text{Masse de CO}_2 = 2.2 \, \text{g} \]
Calcul des quantités de réactifs et de produits
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