Dissolution de l’Hydrogénocarbonate de Sodium
Comprendre la Dissolution de l’Hydrogénocarbonate de Sodium
Dans le cadre de l’étude des réactions chimiques en solution aqueuse, nous allons analyser la dissolution de l’hydrogénocarbonate de sodium (NaHCO₃), aussi connu sous le nom de bicarbonate de sodium.
Cette substance est largement utilisée dans les domaines culinaires, médicaux et industriels. Elle réagit également avec des acides pour produire du dioxyde de carbone (CO₂), un processus utilisé dans la fabrication des boissons gazeuses et des levures chimiques.
Objectif de l’Exercice
Calculer la concentration molaire finale en ions hydrogénocarbonate (HCO₃⁻) et en ions sodium (Na⁺) après la dissolution complète de l’hydrogénocarbonate de sodium dans un volume donné d’eau à température ambiante.
Données:
- Masse molaire de l’hydrogénocarbonate de sodium (NaHCO₃) = 84 g/mol
- Masse de l’hydrogénocarbonate de sodium à dissoudre = 10 g
- Volume d’eau pour la dissolution = 500 mL
Questions:
1. Calcul de la quantité de matière de NaHCO₃
Convertir la masse de l’hydrogénocarbonate de sodium en quantité de matière (en moles).
2. Équation de la réaction de dissolution
Écrire l’équation de la réaction de dissolution de NaHCO₃ dans l’eau.
3. Calcul des concentrations finales
Déterminer les concentrations molaires des ions hydrogénocarbonate (HCO₃⁻) et sodium (Na⁺) en solution. Considérer que la dissolution est complète et que la solution est idéale.
4. Discussion sur le comportement de la solution
Discuter de l’effet de la dissolution sur le pH de la solution. Est-ce que la solution devient acide, basique ou reste neutre? Pourquoi?
Correction : Dissolution de l’Hydrogénocarbonate de Sodium
Données Fournies:
- Masse molaire de l’hydrogénocarbonate de sodium (NaHCO₃) : 84 g/mol
- Masse de NaHCO₃ à dissoudre : 10 g
- Volume d’eau pour la dissolution : 500 mL (0,500 L)
1. Calcul de la quantité de matière de NaHCO₃
Pour trouver la quantité de matière \( n \) de l’hydrogénocarbonate de sodium, nous utilisons la relation suivante entre la masse, la masse molaire et le nombre de moles :
\[ n = \frac{\text{masse}}{\text{masse molaire}} \]
En substituant les valeurs données :
\[ n = \frac{10 \text{ g}}{84 \text{ g/mol}} \] \[ n = 0,119 \text{ mol} \]
Résultat : La quantité de matière de NaHCO₃ est de 0,119 mol.
2. Équation de la réaction de dissolution
Lorsque l’hydrogénocarbonate de sodium se dissout dans l’eau, il se décompose en ions sodium et hydrogénocarbonate selon l’équation :
\[ \text{NaHCO}_3 (s) \rightarrow \text{Na}^+ (aq) + \text{HCO}_3^- (aq) \]
Cette réaction montre que chaque mole de NaHCO₃ produit une mole de Na⁺ et une mole de HCO₃⁻.
3. Calcul des concentrations finales des ions
Pour calculer les concentrations molaires des ions Na⁺ et HCO₃⁻, nous utilisons la formule de concentration molaire :
\[ C = \frac{n}{V} \]
où \( C \) est la concentration molaire, \( n \) est le nombre de moles, et \( V \) est le volume de la solution en litres.
En substituant les valeurs :
\[ C = \frac{0,119 \text{ mol}}{0,500 \text{ L}} \] \[ C = 0,238 \text{ M} \]
Résultat : Les concentrations molaires des ions Na⁺ et HCO₃⁻ dans la solution sont chacune de 0,238 M.
4. Discussion sur le comportement de la solution
L’ion hydrogénocarbonate (HCO₃⁻) peut agir comme une base faible, en acceptant un proton (H⁺) de l’eau, ce qui produit de l’eau (H₂O) et du dioxyde de carbone (CO₂) selon l’équation suivante :
\[ \text{HCO}_3^- (aq) + \text{H}_2\text{O} (l) \rightarrow \text{H}_2\text{CO}_3 (aq) + \text{OH}^- (aq) \]
Cela peut entraîner une légère augmentation du pH de la solution, la rendant basique. La présence de OH⁻ indique un milieu basique.
Conclusion :
La dissolution de l’hydrogénocarbonate de sodium dans l’eau produit une solution légèrement basique due à la formation d’ions hydroxyle (OH⁻).
Dissolution de l’Hydrogénocarbonate de Sodium
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