Réaction du Vinaigre et du Bicarbonate

Réaction du Vinaigre et du Bicarbonate

Comprendre la Réaction du Vinaigre et du Bicarbonate

Vous êtes un(e) étudiant(e) participant à un projet scientifique scolaire sur les réactions chimiques domestiques.

Vous décidez d’étudier la réaction entre le bicarbonate de sodium et le vinaigre pour produire du dioxyde de carbone, une réaction couramment utilisée pour les volcans chimiques dans les projets de science.

Objectif de l’exercice:

Déterminer la quantité de dioxyde de carbone (CO₂) qui peut être produite lorsque 50 g de bicarbonate de sodium réagissent complètement avec du vinaigre.

Données et informations supplémentaires:

  • La réaction chimique entre le bicarbonate de sodium et l’acide acétique est la suivante :

\(\text{NaHCO}_3 + \text{CH}_3\text{COOH} \rightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} + \text{NaCH}_3\text{COO}\)

  • 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

Questions:

1. Calcul de la quantité de matière de bicarbonate de sodium utilisée :

Convertissez les 50 g de bicarbonate de sodium en moles.

2. Stœchiométrie de la réaction :

Déterminez la quantité de dioxyde de carbone (en moles) pouvant être produite à partir de la quantité de bicarbonate de sodium calculée à l’étape 1.

3. Conversion en masse :

Calculez la masse de dioxyde de carbone produite à partir de la quantité de moles obtenue à l’étape 2.

4. Réflexion supplémentaire :

Si l’on utilise seulement 30 mL de vinaigre à 5% d’acide acétique par masse, quelle serait la limitation de cette réaction ? Calculez la quantité de moles d’acide acétique disponible dans cette quantité de vinaigre.

Correction : Réaction du Vinaigre et du Bicarbonate

1. Calcul de la quantité de matière de bicarbonate de sodium utilisée

Pour convertir la masse de bicarbonate de sodium en moles, nous utilisons la formule :

\[ n = \frac{m}{M} \]

où :

  • \(n\) est la quantité de matière en moles,
  • \(m\) est la masse de la substance en grammes,
  • \(M\) est la masse molaire de la substance en g/mol.

Pour le bicarbonate de sodium (\(\text{NaHCO}_3\)) :

\(m = 50 \, \text{g}\)
\(M = 84 \, \text{g/mol}\)

\[ n = \frac{50 \, \text{g}}{84 \, \text{g/mol}} \] \[ n = 0.595 \, \text{moles} \]

2. Stœchiométrie de la réaction

La réaction chimique se déroule selon l’équation suivante :

\(\text{NaHCO}_3 + \text{CH}_3\text{COOH} \rightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} + \text{NaCH}_3\text{COO}\)

Cette équation montre que chaque mole de \(\text{NaHCO}_3\) réagit pour produire 1 mole de \(\text{CO}_2\).

Ainsi, la quantité de \(\text{CO}_2\) produite est égale à la quantité de \(\text{NaHCO}_3\) réagissant :

\[ n_{\text{CO}_2} = n_{\text{NaHCO}_3} = 0.595 \, \text{moles} \]

3. Conversion en masse

Pour convertir les moles de \(\text{CO}_2\) en masse, nous utilisons la même formule de conversion que précédemment :

\[ m = n \times M \]

Pour le \(\text{CO}_2\) :

  • \(n = 0.595 \, \text{moles}\)
  • \(M = 44 \, \text{g/mol}\)

\[ m_{\text{CO}_2} = 0.595 \, \text{moles} \times 44 \, \text{g/mol} \] \[ m_{\text{CO}_2} = 26.18 \, \text{g} \]

4. Réflexion supplémentaire sur la limitation de la réaction

Pour 30 mL de vinaigre à 5% d’acide acétique par masse, déterminons d’abord la masse de vinaigre, puis celle de l’acide acétique :

  • Densité du vinaigre (approximative) : \(1 \, \text{g/mL}\)
  • Masse totale de vinaigre \(= 30 \, \text{mL} \times 1 \, \text{g/mL} = 30 \, \text{g}\)
  • \(\text{Masse de CH}_3\text{COOH} = 5\% \text{ de } 30 \, \text{g} = 1.5 \, \text{g}\)

\(\text{Masse molaire de CH}_3\text{COOH} = 60 \, \text{g/mol}\)

\[ n_{\text{CH}_3\text{COOH}} = \frac{1.5 \, \text{g}}{60 \, \text{g/mol}} \] \[ n_{\text{CH}_3\text{COOH}} = 0.025 \, \text{moles} \]

Nous observons que la quantité de \(\text{NaHCO}_3\) utilisée (0.595 moles) est bien supérieure à la quantité d’acide acétique disponible (0.025 moles).

Ainsi, la réaction est limitée par la quantité d’acide acétique, et seulement 0.025 moles de \(\text{CO}_2\) peuvent être effectivement produites dans ces conditions.

La limitation de la réaction serait donc l’acide acétique.

Réaction du Vinaigre et du Bicarbonate

D’autres exercices de chimie seconde:

0 commentaires

Soumettre un commentaire

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

Calcul du Rendement de la Synthèse de l’Eau

Calcul du Rendement de la Synthèse de l'Eau Comprendre le Calcul du Rendement de la Synthèse de l'Eau Dans un laboratoire de chimie, une classe de seconde effectue une réaction pour synthétiser de l'eau à partir de dioxygène (O₂) et de dihydrogène (H₂). La réaction...

Synthèse du Phosphate de Calcium

Synthèse du Phosphate de Calcium Comprendre la Synthèse du Phosphate de Calcium Le phosphate de calcium est un composé chimique largement utilisé dans la fabrication d'engrais. Il peut être synthétisé par une réaction entre le calcium et le phosphate d'hydrogène....

Dosage par Étalonnage de la Vitamine C

Dosage par Étalonnage de la Vitamine C Comprendre le Dosage par Étalonnage de la Vitamine C Dans le cadre d'une étude sur les bienfaits des aliments naturels, vous êtes chargé de déterminer la concentration de vitamine C dans un jus d'orange fraîchement pressé. Pour...

Réaction de Combustion du Cyclohexane

Réaction de Combustion du Cyclohexane Comprendre la Réaction de Combustion du Cyclohexane Le cyclohexane est un composé organique cyclique très utilisé dans l'industrie chimique, notamment comme solvant ou pour la synthèse d'autres composés. Sa formule moléculaire est...

Analyse du Sel Marin sur la Plage

Analyse du Sel Marin sur la Plage Comprendre l'Analyse du Sel Marin sur la Plage Lors d'une sortie scolaire à la plage, des étudiants sont curieux de savoir la concentration en sel de l'eau de mer pour mieux comprendre l'écosystème marin local. Ils prélèvent un...

Concentration en ions dans l’eau de mer

Concentration en ions dans l'eau de mer Comprendre la Concentration en ions dans l'eau de mer L'eau de mer est une solution complexe de nombreux sels dissous, principalement du chlorure de sodium (NaCl), mais aussi d'autres sels comme le sulfate de magnésium (MgSO4)....

Calcul du rendement d’une réaction chimique

Calcul du rendement d'une réaction chimique Comprendre le Calcul du rendement d'une réaction chimique Dans un laboratoire scolaire, un groupe d'élèves réalise la synthèse de l'eau en faisant réagir de l'hydrogène gazeux avec de l'oxygène gazeux. Cette réaction...

Analyse de l’Eau Minérale

Analyse de l'Eau Minérale Comprendre l'Analyse de l'Eau Minérale L'eau minérale est une eau issue de sources souterraines, riche en minéraux et en oligo-éléments. Elle est souvent consommée pour ses bienfaits sur la santé. Dans cet exercice, nous allons analyser une...

Calcul de masse molaire et nombre de molécules

Calcul de masse molaire et nombre de molécules Comprendre le Calcul de masse molaire et nombre de molécules L'aspirine, également connue sous son nom chimique acide acétylsalicylique, est une molécule couramment utilisée comme médicament anti-inflammatoire et...

Calcul de Concentration Ionique

Calcul de Concentration Ionique Comprendre le Calcul de Concentration Ionique Vous préparez une solution pour une expérience en laboratoire de chimie. Vous dissolvez du chlorure de sodium (NaCl), un composé ionique, dans l'eau pour obtenir une solution. Données: Masse...