TP CHIMIE
SUIVI D’UNE TRANSFORMATION CHIMIQUE
ETUDE DE LA REACTION ENTRE LE MAGNESIUM ET L’ACIDE CHLORHYDRIQUE
I/ Expériences préliminaires
1) Quelles sont les espèces chimiques présentes dans une solution d'acide chlorhydrique ?
- Verser quelques gouttes d’une solution de nitrate d’argent dans 1 mL environ d’acide chlorhydrique.
Noter vos observations et conclure.
- Déposer une goutte d’acide chlorhydrique sur un petit morceau de papier indicateur de pH. Noter vos observations et conclure.
- Quelle est alors la formule chimique d'une solution d'acide chlorhydrique ?
2) Le réactif limitant
On introduit un morceau de magnésium dans un bécher contenant une solution d’acide chlorhydrique.
1. Qu’observe-t-on ?
2. La réaction se poursuit-elle indéfiniment ? 3. Qu’observe-t-on lorsqu’elle s’arrête ? 4. Pourquoi s’arrête-t-elle ?
Une réaction chimique s’arrête lorsque ………. : ce réactif est appelé réactif limitant.
Remarque : parfois tous les réactifs ont disparu en même temps, on dit que les réactifs sont en proportions stœchiométriques.
II/ Etude quantitative 1) Manipulation
Chaque groupe d’élèves dispose de la même quantité de magnésium : un morceau de 3,0 cm d’un ruban qui pèse 25 g pour 24 m.
5. Quelle est la quantité de matière de magnésium à votre disposition (M(Mg) = 24,3 g.mol-1) ?
Chaque groupe va utiliser un volume différent d’acide chlorhydrique. La solution d’acide chlorhydrique a une concentration molaire C = 0,5 mol.L-1.
6. Faire l’expérience décrite ci-contre et compléter la colonne qui vous concerne dans le tableau ci-dessous.
a) préparer le cristallisoir
b) remplir l’éprouvette à pied graduée avec de l’eau et la retourner sur le cristallisoir en utilisant éventuellement le verre de montre (attention : il ne doit pas rester de bulle d’air !)
c) mettre le volume d’acide correspondant à votre numéro de groupe dans le tube à essai.
d) Y jeter le morceau de magnésium et immédiatement refermer avec le bouchon muni du tube souple pour recueillir le gaz qui se dégage.
Groupe 1 2 3 4 5 6 7 8
Vacide (mL) 1 2 3 4 5 6 7 8
nacide (mol) Vgaz (mL) Mg restant ?
Réactif limitant ?
2) Interprétation
7. Pourquoi chez certains groupes reste-t-il du magnésium ?
8. Pourquoi chez certains groupes le volume gazeux dégagé est-il le même ?
9. Comparer les nombres de moles utilisées par le groupe 4 : lequel est supérieur à l’autre ?
10. Quand on étudie une réaction chimique peut-on en conclure que le réactif en défaut est toujours celui pour lequel la quantité de matière est la plus petite ?
3) Comment expliquer cela ?
11. Dans l’acide chlorhydrique il y a des ions oxonium (H3O+) et des ions chlorure (Cl-) : quels sont les ions qui réagissent ?
12. Sachant que le magnésium se transforme en ions magnésium (Mg2+), écrire l’équation chimique de la réaction.
13. Compléter le texte suivant :
L’équation chimique montre que lors de la réaction chaque atome Mg réagit avec ……… ions H3O + . Ainsi pour 1,3x10-3 mol de magnésium (Mg), il faut au moins ……… mol = …………. mol d’acide pour faire disparaître entièrement Mg, donc environ …… mL de solution.
14. Le groupe 4 avait-il raison en disant que le réactif limitant est l’acide ?
3) Comment déterminer le réactif limitant à partir des quantités de matières et de l’équation chimique ? Une solution : l’utilisation de l’avancement…
Equation de la réaction Mg + 2 H3O+ ---> H2 + Mg2+ + 2 H2O
Etat du système Avancement n(Mg) n(H+) n(H2) n(Mg2+) n(H2O)
Etat initial 0 Etat
intermédiaire x Etat final xf =
