2nde Thème : Sport TP n°25
CHIMIE La réaction chimique Chap.18
Lors d'une transformation, un système chimique évolue. La composition de l'état final du système dépend de celle de son état initial.
I. Principe
La transformation chimique étudiée est celle se produisant entre l'hydrogénocarbonate de sodium solide (NaHCO3) et l'acide chlorhydrique ( H(+aq) + Cl(-aq) ). Les ions hydrogénocarbonate HCO3- contenus dans le solide réagissent avec les ions H+(aq).
Une équation chimique de la transformation est : HCO3- (s) + H(+aq)) H2O (l) + CO2(g).
Au niveau macroscopique, elle s'interprète de la façon suivante: une mole d'ions hydrogénocarbonate réagit avec une mole d'ions hydrogène pour former une mole de molécules d'eau et une mole de molécules de dioxyde de carbone.
II. Mise en œuvre
Matériel : tube à essais ; éprouvette graduée ; tubulure de dégagement ; cristallisoir ; verre à pied
Solutions : hydrogénocarbonate de sodium solide ; acide chlorhydrique à 1 mol.L-1 ; bleu de bromothymol ; eau de chaux
1) Proposer un protocole expérimental permettant de vérifier la nature du gaz formé lors de la transformation chimique étudiée.
2) Légender le schéma ci-dessous
Préparer les deux mélanges du tableau ci-dessous en suivant le protocole donné.
Mélange 1 Mélange 2 Hydrogénocarbonate de sodium dans le grand tube à essais 1,0 g l,0 g Acide chlorhydrique dans un petit tube à essais 5 ml 20 ml
Introduire dans le grand tube à essais la masse m d'hydrogénocarbonate de sodium solide indiquée dans le tableau ci-dessus.
Préparer, dans un petit tube à essais, le volume V d'acide chlorhydrique concentré indiqué dans le tableau, additionné de quelques gouttes de bleu de bromothymol.
Le bleu de bromothymol est un indicateur de présence des ions H+ (aq) : il prend une teinte jaune en présence de ces ions et reste bleu en leur absence.
Remplir d'eau l'éprouvette graduée et la retourner sur le cristallisoir ... sans faire rentrer d'air !!!
Verser rapidement l'acide dans l'erlenmeyer et boucher avec un bouchon muni d'une tubulure de dégagement permettant de recueillir le gaz formé (Fig. 1).
Attendre l'arrêt du dégagement gazeux. Noter la valeur du volume de gaz recueilli.
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III. Exploitation
3) L'état initial de la transformation correspond à la mise en contact de l'hydrogénocarbonate de sodium avec l'acide chlorhydrique (sa durée est brève). L'état final de la transformation chimique est atteint lorsque la transformation cesse (il n'y a plus de dégagement gazeux).
À partir des observations, compléter le tableau suivant:
Transformation 1 Transformation 2
Couleur de la solution dans l’état initial Couleur de la solution dans l’état final Reste-il du solide dans l’état final ? Volume de gaz formé.
4) Déterminer les quantités de matière en hydrogénocarbonate de sodium, de masse molaire 84 g. mol-1 et en acide chlorhydrique molaire intervenant dans chaque transformation.
5) Décrire quantitativement, lorsque c'est possible, l'état initial et l'état final de chacune des transformations proposées.
6) En raisonnant sur les quantités de réactifs introduites et sur la signification de l'équation chimique de la transformation, expliquer les observations faites.
7) Pour conclure : De quoi dépend l'arrêt d'une transformation? Déterminer, dans chaque cas, le réactif limitant, c'est- à-dire celui qui est consommé totalement à la fin de la transformation.
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