Réponse
A) Je ne vois pas ce que veux dire équation ordinaire ?
Pour l'équation chimique :
On dispose de zinc à l'état solide donc de symbole Zn ainsi que d'acide sulfurique noté ( [tex]2H_3O^+ + SO_4^{2-}[/tex]), de plus l'acide sulfurique est un diacide, ils comportent deux atomes d'hydrogène , on peut donc le noté aussi sous la forme [tex]H_2SO_4[/tex] qui est plus répandu !
On sait que l'on produit du dihydrogène [tex]H_2[/tex], se sera donc un produit
De plus l'acide sulfurique contient l'ion sulfate , donc pas déduction simpliste il sera lié au zinc car c'est un ion qui ne réagit pratiquement jamais !
Equation ionique :
Zn (s) + [tex]H_2SO_4[/tex] ->[tex]ZnSO_4 + H_2[/tex]
B) On suppose que l'acide sulfurique est en excès est que donc le zinc sera le réactif limitant car on veut dissoudre les 13g de zinc
On va raisonner sur la limite théorique de la réaction ( tableau d'avancement )
Quantité de matière de zinc :
[tex]n=\frac{m}{M} =\frac{13}{65,4} =0.1988 mol[/tex]
Quand on atteint la limite de réaction donc lorsque l'un des reactif est limitant que l'on note xmax pour quantité de matière maximum , le xmax des réactif est égaux a ceux des produit si il n'y a pas de coefficient stoechiométrique, ici il n'y en a pas donc [tex]n_{Zn} = n_{H_{2} }[/tex]
On possède la quantité de matière du dihydrogène qui est un GAZ !
On va donc utiliser la formule du volumaire molaire !
Le volume molaire noté[tex]V_m =\frac{V}{n}[/tex] avec Vm =24 L/mol en cas de condition de temperature et de pression normal
On peut en déduire que [tex]V =Vm * n = 24*0.1988 = 4.7712 L[/tex]
Au maximum on aura 4.7712 L de dihydrogène soit environ 4.8L !
C) Nous avons obtenu 4L
La pureté du zinc correspond au rendement de la réaction
Dans le cas des volumes on à :
[tex]Rendement = \frac{V_{exp} }{V_{theorique} }*100 = \frac{4}{4,7712} * 100 =83,83%[/tex]
Le zinc est pur à 83.83%
D) L'oxyde de cuivre à pour formule [tex]Cu_2O_3[/tex] , lors de sa réaction avec du dihydrogène , on obtient de l'eau ainsi que du cuivre solide ( si on prend l'oxyde de cuivre normal on observe directement que CuO + H[tex]nCu =\frac{2}{3} * n{H_{2} }[/tex]2 -> Cu + H2O
La réaction est donc :
[tex]Cu_2O_3[/tex] + [tex]H_2[/tex] -> Cu +[tex]H_2O[/tex]
La réaction n'est pas équilibré, équilibrons la en rajoutant le bon nombre d'atome de chaque côté grace au coéfficient :
Il y a deux atome de cuivre en réactif , il faut donc 2Cu
Il y a 3 atome d'oxygène dans l'oxyde de cuivre 3 , il faut donc 3 atome d'oxygène en produit soit 3 [tex]H_2O[/tex]
Il y a donc en produit 6 atome d'hydrogène pour 2 en reactif , il faut rajouté un 3 aux atomes de dihydrogène soit [tex]H_2[/tex]
La réaction final est :[tex]Cu_2O_3 + 3H_2 -> 2Cu + 3H_2O[/tex]
Même principe que la question B pour le calcul de la masse de cuivre :
Ne possédant pas la masse de cuivre 3
On considère que le dihydrogène formé est en quantité limité est correspond au réactif limitant ,
Par rapport à la réaction de B) on sait que [tex]n{H_{2} } =n{Z_{n} } =0.1988 mol[/tex]
Attention aux coefficient stoechiométrique
Pour 3 mol de [tex]H_2[/tex] on obtient 2 mol de Cu
Donc [tex]n{H_{2} } *\frac{2}{3} =nCu[/tex]
Tu peux aussi raisonner avec la formule suivante :
[tex]\frac{nA}{A} =\frac{nB}{B} -> \frac{n{H_{2} } }{3} =\frac{nCu}{2} -> n{H_{2} } * 2 = nCu * 3 -> nCu =\frac{n{H_{2} } *2}{3}[/tex]
On peut donc déduire que nCu =[tex]\frac{0.1988*2}{3} =0.133 mol[/tex]
Et comme on sait que [tex]n=\frac{m}{M} -> m=n*M = 0.133 * M(Cu ) =0.133*63.55 =8.45g[/tex]
On peut espérer obtenir au maximum 8.45g de cuivre
