Au programme de ce chapitre
- I. Le chemin de calcul
- II. Trois exemples types
- Savoir-faire
- Exercices types corrigés
- Teste-toi — vrai ou faux ?
- Pièges fréquents et astuces
- À retenir
Un exemple corrigé
Exemple Masse → masse. Combien de CO2 rejette la combustion de 1,0 kg de méthane ? CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O. n(CH4) = 1000 / 16 = 62,5 mol ; n(CO2) = 62,5 mol (coefficients 1 et 1) ; m(CO2) = 62,5 × 44 = 2750 g = 2,75 kg. On rejette plus de masse de CO2 que de méthane brûlé, car le dioxygène de l'air s'y ajoute.
Extrait du cours
Quelle masse de dioxyde de carbone rejette la combustion d'un kilo de gaz naturel ? Quel volume d'acide faut-il pour neutraliser une base ? Ces questions se résolvent toutes avec la même démarche : passer par les moles.
| On connaît… | Pour obtenir n | Pour revenir à la grandeur |
|---|---|---|
| une masse m (solide, liquide) | n = m / M | m = n × M |
| un volume V de gaz | n = V / Vm | V = n × Vm |
| un volume V de solution de concentration C | n = C × V | V = n / C ou C = n / V |
Lexique
- calcul stœchiométrique
- calcul de quantités à partir d'une équation pondérée
- neutralisation
- réaction entre un acide et une base qui forme un sel et de l'eau
- ordre de grandeur
- valeur approximative qui permet de vérifier un résultat
Les erreurs fréquentes à éviter
Piège — mélanger les masses molaires. Pour passer de la masse du réactif à ses moles, utilise la masse molaire du réactif. Pour passer des moles du produit à sa masse, utilise la masse molaire du produit. Souligne chaque M avec la substance qu'il concerne.
Piège — les unités de volume. Pour un gaz, V est en litres avec Vm en L/mol ; pour une solution, V est en litres avec C en mol/L. Convertis les mL avant de calculer, et choisis la bonne valeur de Vm selon la température.
Attention L'erreur la plus fréquente : appliquer les coefficients aux grammes. Dans 2 H2 + O2 → 2 H2O, 2 g de H2 ne réagissent pas avec 1 g de O2. Convertis d'abord en moles !
L'astuce du prof
Astuce. Construis un tableau sous l'équation avec les lignes : formule, coefficient, n (mol), M (g/mol) et m (g). Tu verras tout de suite ce qui est connu, ce qui manque et dans quel ordre calculer.
Exercices corrigés
Cherche d'abord seul, puis ouvre la correction.
Exercice 1 — Du magnésium brûlé
Quelle masse d'oxyde de magnésium MgO obtient-on en brûlant complètement 4,8 g de magnésium ? 2 Mg + O2 → 2 MgO. (M(Mg) = 24 g/mol ; M(MgO) = 40 g/mol)
Voir la correction
Je passe par les moles. n(Mg) = 4,8 / 24 = 0,20 mol. Les coefficients de Mg et MgO sont égaux : n(MgO) = 0,20 mol. Alors m(MgO) = 0,20 × 40 = 8,0 g. Contrôle : le dioxygène consommé (0,10 mol, soit 3,2 g) donne 4,8 + 3,2 = 8,0 g.
Exercice 2 — Du calcaire attaqué par un acide
On fait agir de l'acide chlorhydrique en excès sur 10 g de calcaire (carbonate de calcium, M = 100 g/mol) : CaCO3 + 2 HCl → CaCl2 + H2O + CO2. a) Quel volume de dioxyde de carbone se dégage à 20 °C ? b) Quel volume d'acide à 1,0 mol/L est consommé ?
Voir la correction
Résolvons les deux questions. n(CaCO3) = 10100 = 0,10 mol. a) n(CO2) = 0,10 mol, donc V = 0,10 × 24,0 = 2,4 L. b) n(HCl) = 0,10 × 2 = 0,20 mol, donc V = n / C = 0,20 / 1,0 = 0,20 L, soit 200 mL.