La réaction entre un acide et une base peut être dangereuse, notamment parce qu'elle peut dégager une très forte chaleur. On mélange 10 mL d'une solution d'acide chlorhydrique

(H^{+}; Cl^{-})

à 2,0

\times

10^-2 mol·L^-1 avec 10 mL de soude

(Na^{+}; HO^{-})

à 1,0

\times

10^-2 mol·L^-1.

1. Après avoir identifié les espèces chimiques spectatrices et réactives, écrire l'équation bilan de la réaction entre les ions

H^{+}

et les ions

HO^{-}

2. Dresser le tableau d'avancement.

Cliquez pour accéder à une zone de dessin

3. Déterminer la nature du réactif limitant et calculer les quantités de matière finales. Compléter le tableau.

Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

27
Interprétation macroscopique d'une équation bilan

✔ RAI/ANA : Faire le lien entre le modèle microscopique et des observations macroscopiques

À température ambiante, le 2-bromo-2-méthylpropane réagit avec les ions hydroxyde selon l'équation bilan suivante :

(CH_{3}) C - Br (l) + HO^{-} (aq) \to (CH_{3})_{3} C - OH (l) + Br^{-} (aq)

L'étude de cette réaction montre qu'elle résulte de la succession de deux réactions élémentaires :

(CH_{3})_{3} C - Br \to (CH_{3})_{3} C^{+} + Br^{-}

(CH_{3})_{3} C^{+} + HO^{-} \to (CH_{3})_{3} C - OH

1. Retrouver l'équation bilan à partir des deux actes élémentaires.

2. Justifier alors qu'une équation bilan soit macroscopique.

Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

28
Procédé Haber

✔ RAI/MOD : Modéliser une transformation

Le procédé Haber permet de produire de l'ammoniac

NH_{3}

(g) par réaction du diazote

N_{2}

(g) et du dihydrogène

H_{2}

(g). Mis en place par Fritz Haber en 1909, ce procédé a eu un impact considérable sur les pratiques agricoles mondiales au XX^e siècle, l'ammoniac permettant de produire des engrais chimiques azotés.
On réalise cette synthèse de l'ammoniac à 400 °C sous une pression de 200 bar à partir de 2,0 mol de dihydrogène et 2,0 mol de diazote. On obtient 5

\times

10^-2 mol d'ammoniac gazeux.

Photographie de quatre vieilles bouteilles en grès d'ammoniaque ménagère de la compagnie Plynine d'Édimbourg.

1. Établir l'équation ajustée de cette réaction chimique.

2. L'avancement final est-il égal à l'avancement maximal ? Justifier.

3. Que peut-on en conclure sur cette réaction ?

Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

29
Comprendre les attendus
Identification des ions cuivre (II)

✔ RAI/MOD : Modéliser une transformation

Photographie d'un tube à essai contenant un précipité bleu-vert de cuivre. Résultat d'une réaction chimique.

Le test des ions métalliques se fait à la soude

(Na^{+} (aq); HO^{-} (aq)) .

On verse 1,0 mL de soude à 1,0

\times

10^-2 mol·L^-1 dans une solution contenant des ions cuivre (II)

Cu^{2 +}

(supposés en excès). Un précipité bleu d'hydroxyde de cuivre (II)

Cu (OH)_{2}

apparaît alors.

1. Écrire l'équation bilan correspondant à ce test.

2. Dresser le tableau d'avancement et compléter les deux premières lignes.

Cliquez pour accéder à une zone de dessin

3. Déterminer l'avancement maximal de la réaction.

4. Calculer la masse de précipité obtenu.

Donnée

$M (Cu (OH)_{2}) =$ 97,6 g·mol^-1.

Détails du barème
TOTAL /5 pts

0,5 pt

0,5 + 0,5 pt

HO^{-}

1 pt

0,5 pt

x_{max}

n_{f} (Cu (OH)_{2}

1 pt

x_{max}

n_{f} (HO^{-}) =

0,5 pt

Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

30
Estimation de la masse d'un précipité

✔ RAI/MOD : La quantité de matière

La présence des ions chlorure

Cl^{-}

peut être mise en évidence par réaction avec les ions argent

Ag^{+}

(formation d'un précipité blanc laiteux de chlorure d'argent qui noircit à la lumière). On ajoute 3 gouttes d'une solution de nitrate d'argent

(Ag^{+} (aq); NO_{3}^{-} (aq))

de concentration 31,0

\times

10^-1 mol·L^-1 dans 5 mL de la solution inconnue. On obtient le résultat ci-dessous.

Photo : tube à essai avec précipité blanc de chlorure d'argent, résultat d'une réaction chimique.

Solution de chlorure d'argent.

1. Que peut-on en conclure ?

2. Écrire l'équation bilan correspondante.

3. Dans l'hypothèse où les ions argent sont limitants, estimer la masse de précipité formé.

Données

$V_{gouttes} =$ 0,05 mL ;
$M_{Ag} =$ 107,9 g·mol^-1 ;
$M_{Cl} =$ 35,5 g·mol^-1.

Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

31
Bac
Avancement et concentration

✔ APP : Extraire l'information utile : graphique

Toutes les réactions ne progressent pas à la même vitesse. On parle de réactions lentes dans le cas de la réaction de formation de la rouille par exemple. Voici un autre exemple de réaction lente : on mélange

V_{1} =

10 mL d'une solution contenant des ions peroxodisulfate

S_{2} O_{8}^{2 -}

avec

V_{2} =

20 mL d'une solution contenant des ions iodure

I^{-}

. L'équation bilan correspondant à cette réaction est la suivante :

S_{2} O_{8}^{2 -} (aq) + 2 I^{-} (aq) \to 2 SO_{4}^{2 -} (aq) + I_{2} (aq) .

La courbe suivante traduit l'évolution de la concentration en diiode (notée

[I_{2}]

) au cours du temps.

Réaction des ions iodure sur le peroxodisulfate: concentration en diiode en fonction du temps

1. Dresser le tableau d'avancement en notant

n_{0} (S_{2} O_{8}^{2 -})

n_{0} (I^{-})

les quantités initiales.

Cliquez pour accéder à une zone de dessin

2. Déterminer la relation entre

[I_{2}]

dans le mélange et l'avancement

x

3. En déduire la valeur de l'avancement maximal

x_{max}

en utilisant la courbe.

4. Dans le cas où l'ion peroxodisulfate

S_{2} O_{8}^{2 -}

serait le réactif limitant, quelle devrait être la concentration de la solution de départ contenant ces ions ?

5. Même question avec l'ion iodure

I^{-}

Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

32
Fabrication de la nitroglycérine

✔ RAI/MOD : La quantité de matière

Dessin au fusain : portrait profil Alfred Nobel, inventeur et philanthrope suédois, barbe et moustache.

Alfred Nobel (1833 - 1896)

La nitroglycérine est utilisée dans la fabrication de la dynamite. Le processus industriel de sa fabrication date de 1860. Beaucoup de chimistes s'y sont essayés, certains y ont laissé leur vie comme le frère d'Alfred Nobel, son inventeur. La nitroglycérine est en effet extrêmement instable. Elle peut être fabriquée en laboratoire dans des conditions très particulières en faisant réagir 1,00 L de glycérol

C_{3} H_{5} (OH)_{3}

avec 1,00 L d'acide nitrique

(H^{+}; N O_{3}^{-})

selon :

C_{3} H_{5} (OH)_{3} (l) + 3 HNO_{3} (l) \to C_{3} H_{5} (NO_{3})_{3} (l) + 3 H_{2} O (l)

1. Calculer les quantités initiales des réactifs.

2. Déterminer la nature du réactif limitant.

3. Calculer la masse de nitroglycérine ainsi fabriquée.

Données

Glycérol : $d_{gly} =$ 1,26 ;
Acide nitrique : $d_{nit} =$ 1,51 ;
$M (C_{3} H_{5} (OH_{3})) =$ 92,0 g·mol^-1;
$M (HNO_{3}) =$ 63,0 g·mol^-1 ;
Nitroglycérine : $M (C_{3} H_{5} (NO_{3})_{3}) =$ 227 g·mol^-1.

Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

33
Copie d'élève à commenter

Voici des extraits de copies d'élèves. Proposer un commentaire pour chaque erreur relevée.

1. On mélange 0,1 mol de $O_{2}$ avec 0,1 mol de $H_{2}$ . Le tableau d'avancement est le suivant :

2. Les conditions stœchiométriques, c'est ~~quand on part d'autant de chaque réactif.~~

3. Quand $x_{max}$ est atteint, ~~tous les réactifs ont réagi.~~

4. ~~Impossible d'avoir des fractions~~
dans une équation bilan car on ne peut pas avoir de demi-molécule.

5. On obtient ~~toujours autant de produit~~
qu'il y avait au départ de réactif limitant.

6. Puisque la masse molaire de l'eau est de $M (H_{2} O) =$ ~~18 mol·g^-1~~
, on obtient en fin de réaction 3,6 g d'eau.

Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

B
Respecter les conditions stœchiométriques

✔ MOD : La quantité de matière

Une des façons de fabriquer du diiode (I₂), antiseptique qu'on retrouve dans certains médicaments, est de faire réagir ensemble des ions iodure (I^-) et des ions peroxodisulfate (

S_{2} O_{8}^{2 -}

) selon la réaction :

S_{2} O_{8}^{2 -} (aq) + 2 I^{-} (aq) \to 2 SO_{4}^{2 -} (aq) + I_{2} (s)

Pour cela, on mélange 20 mL de la solution d'ions peroxodisulfate (

c_{1} = 1, 0 \times 1 0^{- 2}

mol·L^-1) avec 40 mL de la solution d'ions iodure (

c_{2} = 1, 0 \times 1 0^{- 2}

mol·L^-1).

1. Déterminer la quantité de matière initiale pour chacun des deux réactifs.

2. Dresser le tableau d'avancement et déterminer x_max.

3. Les conditions stœchiométriques ont-elles été respectées ? Justifier.

4. Quel est l'intérêt pour un industriel de réaliser cette réaction dans les conditions stœchiométriques ?

Page suivante

Une erreur sur la page ? Une idée à proposer ?

Nos manuels sont collaboratifs, n'hésitez pas à nous en faire part.

j'ai une idée !

Oups, une coquille

Ch. 1Composition chimique d'un système

Ch. 2Composition chimique des solutions

Ch. 3Évolution d'un système chimique

Ch. 4Réactions d'oxydoréduction

Ch. 5Détermination d'une quantité de matière par titrage

Livret Bac : Thème 1

Ch. 6De la structure à la polarité d'une entité

Ch. 7Interpréter les propriétés d’une espèce chimique

Ch. 8Structure des entités organiques

Ch. 9Synthèse d'espèces chimiques organiques

Ch. 10Conversions d'énergie au cours d'une combustion

Livret Bac : Thème 1 bis

Ch. 11Modélisation d'interactions fondamentales

Ch. 12Description d'un fluide au repos

Ch. 13Mouvement d'un système

Livret Bac : Thème 2

Ch. 14Études énergétiques en électricité

Ch. 15Études énergétiques en mécanique

Livret Bac : Thème 3

Ch. 16Ondes mécaniques

Ch. 17Images et couleurs

Ch. 18Modèles ondulatoire et particulaire de la lumière

Livret Bac : Thème 4

Fiches méthode

Fiche méthode compétences

Pour s'entraîner

26Déterminer une quantité de matière à partir de la concentration

27 Interprétation macroscopique d'une équation bilan

28Procédé Haber

29Comprendre les attendus Identification des ions cuivre (II)

Détails du barème TOTAL /5 pts

30 Estimation de la masse d'un précipité

31Bac Avancement et concentration

32 Fabrication de la nitroglycérine

33Copie d'élève à commenter

BRespecter les conditions stœchiométriques

Une erreur sur la page ? Une idée à proposer ?

Ch. 1
Composition chimique d'un système

Ch. 2
Composition chimique des solutions

Ch. 3
Évolution d'un système chimique

Ch. 4
Réactions d'oxydoréduction

Ch. 5
Détermination d'une quantité de matière par titrage

Ch. 6
De la structure à la polarité d'une entité

Ch. 7
Interpréter les propriétés d’une espèce chimique

Ch. 8
Structure des entités organiques

Ch. 9
Synthèse d'espèces chimiques organiques

Ch. 10
Conversions d'énergie au cours d'une combustion

Ch. 11
Modélisation d'interactions fondamentales

Ch. 12
Description d'un fluide au repos

Ch. 13
Mouvement d'un système

Ch. 14
Études énergétiques en électricité

Ch. 15
Études énergétiques en mécanique

Ch. 16
Ondes mécaniques

Ch. 17
Images et couleurs

Ch. 18
Modèles ondulatoire et particulaire de la lumière

26
Déterminer une quantité de matière à partir de la concentration

27
Interprétation macroscopique d'une équation bilan

28
Procédé Haber

29
Comprendre les attendus
Identification des ions cuivre (II)

Détails du barème
TOTAL /5 pts

30
Estimation de la masse d'un précipité

31
Bac
Avancement et concentration

32
Fabrication de la nitroglycérine

33
Copie d'élève à commenter

B
Respecter les conditions stœchiométriques