Résumé de la théorie :

 

 

 

Formule d'un composé pur :
L'indice suivant le symbole de chaque élément indique le nombre d'atomes de cet élément par molécule du composé.
Cet indice correspond aussi au nombre de moles de l'élément par mole de la molécule.

Na2SO4
Le sulfate de sodium contient par molécule :
2 atomes de sodium,
1 atome de soufre,
4 atomes d'oxygène.

 

 

Pourcentage massique = pourcentage en masse des éléments dans le composé.

Masse de 1 mol de Na2SO4 =
142,04 g.

Masse de sodium dans 1 mol de Na2SO4 = 45,98 g.

Pourcentage massique du sodium =
(45,98 / 142,04) ´ 100 = 32,37 %

 

 

Détermination de la formule d'un composé :
À partir de la composition d'un échantillon d'un composé, on peut en établir la formule moléculaire.

Formule empirique (brute) : le plus petit rapport entre des nombres entiers d'atomes du composé.

Formule moléculaire : formule exacte de la molécule.

 

 

CH4O est une formule empirique qui correspond à plusieurs molécules différentes ayant des formules moléculaires telles que : C2H8O2, C3H12O3, etc.

 

 

Stœchiométrie :
Détermination des quantités de produits chimiques qui réagissent ensembles dans une réaction chimique.

Rendement =
le rapport en pourcentage de la quantité de produit obtenu sur la quantité théorique de produit prédite par la stœchiométrie de cette réaction.

 

 

 

 

 

 

H2SO4

+

2NaOH

®

Na2SO4

+

2H2O

 

1 mol

 

2 mol

 

1 mol

 

2 mol

 

98,08 g

 

2 × 40,00 g

 

142,04 g

 

2 × 18,02 g

 

 

Exemples :

Réponses :

 

1

L'éthanol (C2H5OH) est l'alcool que l'on retrouve dans les boissons alcoolisées.

  1. Quelle est la masse molaire de l'éthanol ?
  2. Quel est le pourcentage massique de l'hydrogène dans l'éthanol ?

 

 

  1. 46,08 g mol-1.
  2. % massique de H =
    (6,06 / 46,08) 100 = 13,15%

 

 

 

 

 

2
  1. En faisant réagir 10,00 g d'acide sulfurique sur 10,00 g d'hydroxyde de sodium on devrait obtenir quelle masse de sulfate de sodium ?
  2. Un étudiant a obtenu avec la réaction précédente 4,50 g de sulfate de sodium. Quel a été le rendement de sa réaction ?
  1. 1 mol H2SO4 réagit avec 2 mol NaOH.
    Donc 0,1020 mol (10 g) H2SO4 réagit avec 0,2040 mol de NaOH.
    Avec 0,2500 mol (10 g) de NaOH, il y a un excès et l'acide limite la réaction.
    Donc 0,1020 mol d'acide donne 0,1020 mol de Na2SO4
    Masse de Na2SO4 = 14,49 g.
  2. Rendement =
    (4,50 / 14,49) × 100 = 31,1%.

 

 

 

 

 

3

Un composé chimique contient 43,64% de phosphore et 56,36% d'oxygène en masse. Sa masse molaire est de 283,88 g/mol.

Quelles sont les formules empirique et moléculaire de ce composé ?

Pour un échantillon de 100 g :
mol P = 1,41
mol O = 3,52
Rapport molaire = 2,5

Formule empirique = P2O5

Formule moléculaire = P4O10

 

 

Exercices :

Les réponses sont à la fin de la page.

 

No 1 : Quel est le pourcentage massique du carbone dans l'acide acétique (CH3CO2H), le principal constituant du vinaigre ?

 

No 2 : L'analyse élémentaire d'un composé a montré qu'il contenait 81,82% de carbone et 18,18% d'hydrogène en masse. Combien d'atomes d'hydrogène apparaissent dans la formule brute du composé ?

  1. 3
  2. 6
  3. 8
  4. 18

 

No 3 : L'équation équilibrée pour l'oxydation de l'ammoniac par l'air est :

4NH3(g) + 5O2(g) ® 4NO(g) + 6H2O(g)

Combien de moles de gaz oxygène faudrait-il pour le faire réagir avec 20 moles d'ammoniac?

  1. 10
  2. 20
  3. 25
  4. 30

 

No 4 : On fait réagir des masses égales d'oxygène et d'hydrogène dans un récipient fermé suivant l'équation :

2H2(g) + O2(g) ® 2H2O(l)

Quand la réaction est terminée, le récipient renfermera

  1. seulement de l'eau et de l'oxygène.
  2. seulement de l'eau et de l'hydrogène.
  3. seulement de l'eau.
  4. de l'eau, de l'hydrogène et de l'oxygène.

 

No 5 : Le composé NH4V3O8 peut être préparé au moyen de l'ensemble des réactions suivantes :

2NH3(g) + V2O5(s) + H2O(l) ® 2NH4VO3(aq)

3NH4VO3(aq) + 2HCl(aq) ® NH4V3O8(aq) + 2NH4Cl(aq) + H2O(l)

Si on fournit tous les réactifs en excès, à l'exception de NH3, quel est le rendement maximum en NH4V3O8 que l'on peut obtenir à partir de 1/2 mol de NH3 ?

  1. 1/2 mole.
  2. 1/3 mole.
  3. 1/6 mole.
  4. 1/9 mole.

 

No 6 : Le méthanol (l'alcool industriel utilisé comme combustible dans les réchauds à fondus) peut être produit par la réaction suivante :

2H2(g) + CO(g) ® CH3OH(l)

En faisant réagir 68,5 kg d'oxyde de carbone avec 8,60 kg d'hydrogène, on a obtenu 3,57×104 g de méthanol. Quel est le rendement du procédé ?

 

 

 

 

 

Conception : J.-Marc Gagnon
Séminaire de Sherbrooke
Sherbrooke (Québec) Canada
17 août 2000

Professeur :
cmathieu@seminaire-sherbrooke.qc.ca

 

 

Réponses :

No 1 : 40%
No 2 : C
No 3 : C
No 4 : B
No 5 : C
No 6 :
Rendement théorique = 6,83×104 g.
Pourcentage de rendement = 52,2%