CHIMIE     TP 7 : transformation chimique - etude quantitative

TP III.5.                                             

 

Objectifs :   Montrer qu'une transformation chimique peut avoir lieu sans que les réactifs soient présents dans les quantités stœchiométriques. Déterminer le réactif limitant d'une transformation chimique.

 

1. Transformation chimique étudiée

 

L'acide acétique noté AH contenu dans du vinaigre réagit avec L'hydrogénocarbonate de sodium (une poudre blanche) NaHCO3

La transformation étudiée peut être modélisée par l'équation chimique suivante :

 

AH(aq)     +     NaHCO3(s)        ¾¾®        CO2(g)     +     H2O(l)     +     NaA(aq)

 

Il s'agit de répondre à la question suivante : la quantité de matière d'acide acétique mise en présence de 5,0 g d'hydrogénocarbonate de sodium influence-t-elle la quantité de dioxyde de carbone formée ?

 

Informations

 

  L'acide acétique utilisé est celui contenu dans un vinaigre du commerce.

      Le vinaigre peut être considéré comme une solution d'acide acétique dans l'eau. Sa concentration en acide vaut C = 1,33 mol.L-1.

      L'acide acétique a pour formule CH3COOH. Pour simplifier, il sera noté AH.

 

  L'hydrogénocarbonate de sodium se présente à 20°C sous la forme d'une poudre blanche. Sa formule est NaHCO3.

 

2. Etude quantitative

 

Il s'agit d'étudier l'évolution de la quantité de matière x de CO2 produite à l'état final en fonction de la quantité de matière n d'acide acétique (contenue dans un volume V de vinaigre) mise en présence de 5,0 g d'hydrogénocarbonate de sodium.

 

2.1. Expériences

 

  Test préliminaire : Déposer quelques gouttes de vinaigre sur un morceau de papier pH.

 

  Expérience :   

 
 
-  Peser dans une coupelle 5,0 g d'hydrogénocarbonate de sodium.

-  Dans un erlenmeyer, introduire un volume V de vinaigre correspondant à votre numéro de groupe, en le mesurant à l'aide d'une éprouvette graduée.

-  Introduire l'hydrogénocarbonate de sodium dans un ballon de baudruche.

-  Mesurer la masse m1 de l'erlenmeyer et du ballon contenant leurs prélèvements respectifs.

-  Fixer le ballon sur le goulot de l'erlenmeyer puis faire tomber la poudre dans le vinaigre en retournant le ballon.

V mL de vinaigre
 
-  Laisser la transformation se dérouler durant 10 min environ.

-  Mesurer la masse m2 du ballon vidé du gaz et de l'erlenmeyer contenant le mélange réactionnel.

 

2.2. Questions

 

1)   Calculer la quantité de matière nAH d'acide acétique introduite.

2)   Calculer la quantité de matière nNaHCO3 d'hydrogénocarbonate de sodium introduite.

3)   Décrire précisément le système chimique à l'état initial.

4)   Quelle observation prouve qu'il y a eu transformation chimique ? Schématiser l'aspect en cours d'expérience.

5)   Effectuer les observations et les tests nécessaires afin de déterminer s'il reste de l'acide et de l'hydrogénocarbonate de sodium.

6)   Déterminer la masse m de gaz formé par différence entre la masse initiale et la masse finale.

7)   Compléter les lignes 3 à 8 du tableau.

 

 

 

 

 

 

n° de groupe

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Volume V (mL) de vinaigre utilisé

10

20

30

40

45

50

60

70

80

 

 

Etat initial

quantité de matière d'acide acétique nAH (mol)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

quantité de matière d'hydrogénocarbonate de sodium nNaHCO3 (mol)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Etat final

présence de solide ?

(oui-non)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

solution nettement acide ? (oui-non)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

masse m

de gaz formé (g)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

quantité de matière x de gaz formé (mol)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Réactif en excès

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Réactif limitant