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Sujet du devoir
On fait réagir une masse m=1,0g de fer en poudre avec un volume V=20mL d'une solution de chlorure d'hydrogène de concentration C=2,0mol.L-1. On observe un dégagement gazeux et l'apparition d'une coloration vert pâle dans la solution.Le gaz est identifié en présentant une allumette enflammée. Il se produit une légère explosion (aboiement).
Les ions responsables de la coloration sont identifiés en faisant réagir avec un peu de solution, une solution d'hydroxyde de sodium. Le résultat de ce test est présenté ci-contre.
1. Donner, en justifiant vos réponses, les couples rédox mis en jeu dans cette réaction.
2. Ecrire l'équation de la réaction entre le fer et la solution aqueuse de chlorure d'hydrogène.
3. Déterminer les quantités de matière initiales des réactifs.
4. Dresser le tableau d'avancement de la réaction.
5. En déduire le volume de gaz dégagé en fin de réaction.
Donnée: Volume molaire dans les conditions de l'expérience: Vm=24,0L.mol-1.
Où j'en suis dans mon devoir
je sais pas trop comment écrire les équations mais je sais que le gaz qui se dégage est du dihydrogène.1 commentaire pour ce devoir
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Dans une solution de chlorure d'hydrogène, il y a des ions H+ et Cl-. Donc le premier couple redox est H+/H2.
Ensuite, tu utilises du fer en poudre donc le second couple redox en jeu est Fe3+/Fe2+.
2) Lorsque deux couples redox entre en jeu, tu sais surement que l'oxydant du couple 1 réagit avec le réducteur du couple 2 pour donner le réducteur du couple 1 et l'oxydant du couple 2.
Ici, tu sais que la réaction donne du H2 qui est le réducteur d'un couple. Le couple H+/H2 ets donc notre couple 1.
Tu as alors la réaction:
2H+ + 2Fe2+ --> H2 + 2Fe3+
car 2H+ + 2e- --> H2 et Fe3+ + e- --> Fe2+ mais il faut le même nmbre d'électron échangés dans les deux équations, on multiplie alors la deuxième équation par deux.
3) Pour le Fer n = m/M avec M = 56 g/mol
donc n(Fe) = 1/56 = 0,018 mol
Pour les ions H+: n=C*V
soit n(H+)= 2* 0,02= 0,04 mol
4) 2H+ + 2Fe2+ --> H2 + 2Fe3+
initial 0,04 0,018 0 0
0,04-x 0,018-x x x
En considérant que la réaction est totale, un des réactifs est totalement épuisé en fin de réaction:
- soit c'est H+ et alors x=0,04 mol
- soit c'est Fe2+ et alors x=0,018 mol
On prend la plus petite valeur de x soit x=0,018 mol
Alors, à l'état final, n(H2) = x = 0,018 mol
V(H2)=0,018*24= 0,432 L