Les Réactions Acido-Basiques

Les Réactions Acido-Basiques

Comprendre Les Réactions Acido-Basiques

Anna, une élève de 3ème, doit réaliser une expérience en classe de chimie pour comprendre les réactions acido-basiques.

Elle décide d’utiliser un jus de citron (acide citrique) et du bicarbonate de soude (hydrogénocarbonate de sodium) pour créer une réaction effervescente.

Anna sait que cette réaction libère du dioxyde de carbone (CO₂), de l’eau (H₂O), et du citrate de sodium (Na₃C₆H₅O₇).

Elle souhaite déterminer la quantité de dioxyde de carbone produite lorsqu’elle mélange une certaine quantité de jus de citron avec du bicarbonate de soude.

Données :

  • La réaction chimique entre l’acide citrique (C₆H₈O₇) et l’hydrogénocarbonate de sodium (NaHCO₃) est la suivante :

\( \text{C}_6\text{H}_8\text{O}_7 + 3 \text{NaHCO}_3 \rightarrow \text{Na}_3\text{C}_6\text{H}_5\text{O}_7 + 3 \text{CO}_2 + 3 \text{H}_2\text{O} \)

  • On considère que le jus de citron contient 5% en masse d’acide citrique.
  • Anna utilise 100 mL de jus de citron (densité du jus de citron = 1,025 g/mL).
  • Elle ajoute 5,0 g de bicarbonate de soude.

Questions :

1. Calcul de la Masse d’Acide Citrique : Calculez la masse d’acide citrique contenue dans les 100 mL de jus de citron.

2. Calcul de la Quantité de Matière d’Acide Citrique : Déterminez la quantité de matière d’acide citrique contenue dans les 100 mL de jus de citron. (Masse molaire de l’acide citrique : M(C₆H₈O₇) = 192 g/mol)

3. Calcul de la Quantité de Matière d’Hydrogénocarbonate de Sodium : Déterminez la quantité de matière d’hydrogénocarbonate de sodium ajoutée par Anna. (Masse molaire de NaHCO₃ = 84 g/mol)

4. Détermination du Réactif Limiteur : Identifiez le réactif limitant entre l’acide citrique et l’hydrogénocarbonate de sodium.

5. Calcul de la Quantité de Dioxyde de Carbone Produite : Calculez la quantité de dioxyde de carbone produite lors de la réaction.

6. Vérification de la Complétude de la Réaction : Estimez si la quantité d’acide citrique ou de bicarbonate de soude restante après la réaction est nulle. Justifiez votre réponse.

Correction : Les Réactions Acido-Basiques

1. Calcul de la Masse d’Acide Citrique

La densité du jus de citron étant de 1,025 g/mL, pour 100 mL :

  • Masse du jus de citron:

\[ = 100 \, \text{mL} \times 1,025 \, \text{g/mL} \] \[ = 102,5 \, \text{g} \]

La concentration en masse d’acide citrique est de 5% :

  • Masse d’acide citrique:

\[ = 0{,}05 \times 102{,}5 \, \text{g} \] \[ = 5{,}125 \, \text{g} \]

2. Calcul de la Quantité de Matière d’Acide Citrique

\[ n(\text{C}_6\text{H}_8\text{O}_7) = \frac{5{,}125 \, \text{g}}{192 \, \text{g/mol}} \] \[ n(\text{C}_6\text{H}_8\text{O}_7) \approx 0{,}0267 \, \text{mol} \]

3. Calcul de la Quantité de Matière d’Hydrogénocarbonate de Sodium

\[ n(\text{NaHCO}_3) = \frac{5{,}0 \, \text{g}}{84 \, \text{g/mol}} \] \[ n(\text{NaHCO}_3) \approx 0{,}0595 \, \text{mol} \]

4. Détermination du Réactif Limiteur

La réaction indique que 1 mol d’acide citrique réagit avec 3 mol d’hydrogénocarbonate de sodium.

\[ \text{Besoin en NaHCO}_3 = 0{,}0267 \, \text{mol} \times 3 \] \[ \text{Besoin en NaHCO}_3 = 0{,}0801 \, \text{mol} \]

Comme Anna n’a que 0{,}0595 mol de NaHCO\(_3\), le bicarbonate de soude est le réactif limitant.

5. Calcul de la Quantité de Dioxyde de Carbone Produite

Selon la stœchiométrie de la réaction, 3 mol de NaHCO\(_3\) produisent 3 mol de CO\(_2\).

\[ n(\text{CO}_2) = n(\text{NaHCO}_3) = 0{,}0595 \, \text{mol} \]

6. Vérification de la Complétude de la Réaction

  • Quantité d’acide citrique restante:

\[ = 0{,}0267 \, \text{mol} – \left( \frac{0{,}0595 \, \text{mol}}{3} \right) \] \[ = 0{,}0267 \, \text{mol} – 0{,}0198 \, \text{mol} \] \[ = 0{,}0069 \, \text{mol} \]

Il reste 0{,}0069 mol d’acide citrique après la réaction, donc l’acide citrique n’est pas totalement consommé. Le bicarbonate de soude est complètement consommé.

Conclusion:

Anna a déterminé que la réaction entre le jus de citron et le bicarbonate de soude produit 0{,}0595 mol de dioxyde de carbone.

Le réactif limitant est le bicarbonate de soude, et il reste une petite quantité d’acide citrique après la réaction.

Les Réactions Acido-Basiques

D’autres exercices de chimie 3 ème:

0 commentaires

Soumettre un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

Calcul du pH dans un Écosystème Pollué

Calcul du pH dans un Écosystème Pollué Comprendre le Calcul du pH dans un Écosystème Pollué La combustion de carburants fossiles (comme le charbon et le pétrole) dans les usines et les véhicules libère des oxydes de soufre (SO₂) et des oxydes d'azote (NOₓ) dans...

Corriger le pH d’un Écosystème Aquatique

Corriger le pH d'un Écosystème Aquatique Comprendre comment Corriger le pH d'un Écosystème Aquatique Un lac a été pollué par des rejets acides d'une usine voisine. Pour neutraliser l'acidité, des techniciens envisagent d'ajouter de l'hydroxyde de calcium,...

Déterminer la Concentration d’une Solution

Déterminer la Concentration d'une Solution Comprendre comment Déterminer la Concentration d'une Solution Lors d'une expérience de laboratoire en classe, vous et votre équipe êtes chargés de préparer une solution saline pour une expérience de biologie qui étudie...

Préparation d’une Solution de Nitrate

Préparation d'une Solution de Nitrate Comprendre la Préparation d'une Solution de Nitrate Dans un laboratoire de recherche en biologie marine, les scientifiques étudient les effets de divers polluants sur les algues marines. L'une des substances testées est le...

Condensation de la vapeur d’eau

Condensation de la vapeur d'eau Comprendre la Condensation de la vapeur d'eau Un récipient contient de l'air et de la vapeur d'eau à \(100^\circ C\). Le récipient est ensuite refroidi jusqu'à atteindre une température de \(25^\circ C\). À cette température, la vapeur...

Évaporation de l’eau d’une piscine

Évaporation de l'eau d'une piscine Comprendre l'Évaporation de l'eau d'une piscine Pendant l'été, l'eau d'une piscine peut s'évaporer sous l'effet de la chaleur du soleil. Nous allons calculer la quantité d'eau qui s'évapore d'une piscine pendant une journée chaude....

Réaction entre le zinc et l’acide chlorhydrique

Réaction entre le zinc et l'acide chlorhydrique Comprendre la Réaction entre le zinc et l'acide chlorhydrique Le zinc réagit avec l'acide chlorhydrique (HCl) pour produire du chlorure de zinc (ZnCl₂) et de l'hydrogène gazeux (H₂). Consignes : Équilibrez l'équation...

Calculs autour de la fusion de la glace

Calculs autour de la fusion de la glace Comprendre les Calculs autour de la fusion de la glace Vous disposez d'un bloc de glace pure de 200 g à 0°C. Vous décidez de le faire fondre complètement en le plaçant dans un environnement à température constante supérieure à...

Calcul de Stœchiométrie

Calcul de Stœchiométrie Comprendre le Calcul de Stœchiométrie La réaction chimique entre l'hydrogène gazeux (H₂) et le dioxygène gazeux (O₂) produit de l'eau (H₂O) selon l'équation chimique suivante : 2H2(g)​ + O2(g)​ → 2H2​O(l)​ Supposons que vous disposiez de 4,0 g...

Structure de l’Atome

Structure de l'Atome Comprendre la Structure de l'Atome Un atome est la plus petite unité constitutive de la matière qui conserve les propriétés chimiques d'un élément. Les atomes sont composés de trois types de particules subatomiques : les protons, les neutrons et...