Volume molaire d’un gaz : I. But :

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Volume molaire d’un gaz :

I. But :

On cherche à déterminer le volume (en Litre) qu’occupe 1 mole de gaz.

II. Principe :

Equation de la réaction utilisée :

On étudie la réaction entre le magnésium et l’acide chlorhydrique au cours de laquelle il se dégage du dihydrogène.

Bilan : magnésium + ion hydrogène dihydrogène + ion magnésium

) 2( 2

)

(s

2 H

aq

Mg

aq

H

_g

Mg 

^

 

^



III. Préparation :

1. Détermination de la quantité de magnésium mise en jeu lors de la réaction : On donne la masse d’un mètre de ruban de magnésium  = 1,33g.m^-1

On coupe un morceau de longueur L=3,0cm de ruban (mesurée au millimètre près !) Détermination de la quantité de matière (en mol) contenue dans le bout de ruban prélevé :

Mg Mg

Mg

M

n  m

or

m

_Mg 



_Mg.

L

d’où

Mg Mg

Mg

M

n  . L



A.N.

n

_Mg 1,6.10^³

mol

remarque : on exprime le résultat avec 2 chiffres significatifs, comme l’impose la donnée la moins précise (L) 2. Calul des quantités d’acide chlorhydrique à utiliser et de dihydrogène formé :

a. Tableau d’avancement (établi en millimol) :

) 2( 2

)

(s

2 H

aq

Mg

aq

H

_g

Mg 

^

 

^



x=0 1,6 n 0 0

x 1,6-x n-2x x x

x=xmax 1,6-xmax=0 n-2xmax=0 xmax xmax

D’après la première colonne :

x

_max 1,6

mmol

D’où, avec la deuxième colonne :

n  3 , 2 mmol

Il faut donc 3,2mmol de H⁺ ; il se formera alors 1,6mmol de H2. b. Volume d’acide à utiliser :

A partir de la définition de la concentration :



 

H

C

V n

Il faut donc

V

_H

 3 , 2 mL

d’acide au minimum. On choisit d’en utiliser un large excès, soit environ 6mL.

IV. Manipulation :

1. Retourner l’éprouvette graduée remplie d’eau sur le cristallisoir et adapter le tube à dégagement sous l’éprouvette 2. Verser l’acide chlorhydrique dans le tube à essais

3. Déposer le morceau de magnésium sur le haut du tube incliné, en évitant tout contact entre le magnésium et l’acide 4. Adapter le tube à dégagement sur le tube à essais puis déclencher la réaction en basculant le tube

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V. Mesures et exploitations :

 Le volume de dihydrogène dégagé

V

_H 40

mL

2  (mesurée au mL près)

 Ce volume correspond à la quantité

n

_H

x

_max 1,6

mmol

2  

 Par proportionnalité, on peut déduire que :

2 2

H H mol

n V  V

A.N. :

V

_mol 25

L

.

mol

^¹

Rq : on donne le résultat avec 2 chiffres significatifs, comme la donnée la moins précise.

 Comparaison à la valeur théorique :

A la température de la salle, le volume molaire devrait théoriquement être de 24,4L.mol^-1

% 5 , 2 4 100

, 24

4 , 24

25   

 relatif écart

L’écart entre les deux valeurs n’est que de 2,5%. Les deux valeurs coïncident.

Toutefois, on aurait pu imaginer que l’écart soit plus important, vu la petite quantité de magnésium utilisé et la qualité du ruban qui ne présente pas une homogénéité satisfaisante.

Volume Qté de matière

1 Vmol

nH2 VH2

Acide chlorhydrique magnésium

eau Éprouvette graduée