Exercice important, aidez moi svp

[Invité]

Bonjour,

J'ai eu un contrôle de PCL récemment et il y a un exercice que je n'ai pas réussi à faire et j'aimerai le résoudre afin d'avoir la correction.
Pouvez-vous m'aider ?

Voici l'énoncé :

On plonge une lame de zinc de 10 g dans 200 mL d'une solution de nitrate d'argent pour laquelle la concentration des ions Ag+ vaut 0,02 mol/L. Calculer la masse d'argent qui se dépose quand tous les ions Ag+ ont disparu. Quelle perte de masse a subit la lame de zinc ?
On donne l'équation de la réaction : 2Ag+ + Zn --> Zn2+ + 2Ag
M(Ag) = 108 g/mol
M(Zn) = 65,4 g/mol.

Merci de votre aide.

[SoS(3)]

Bonjour,

vous devez réaliser un bilan de matière pour ce système chimique qui a évolué ; vous devez donc commencer par établir le tableau d'évolution qui vous permettra de calculer l'avancement maximal.

J'attends vos réponses.

[Invité]

Bonjour,

J'ai fait le tableau d'avancement où je trouvais xmax = 0,093. (Pour mon tableau d'avancement j'ai dû calculer la quantité de matière du zinc : 0,093 mol). Or on m'a dit sur un forum :

"Ag+ est le réactif limitant donc 0,004 - 2xmax =0 puisque la quantité initiale de Ag+ est 0,02*0,2 et qu'il y a 2Ag+ dans l'équation donc xmax = 0,002 mol
Ag formé = 2xmax et Zn disparu = xmax reste ensuite à multiplier par la masse molaire de chacun"

Mais je ne comprends pas pourquoi on fait "0,02 x 0,2" ?

Merci de votre aide.

Victor

[SoS(3)]

En effet, Il faut calculer la quantité initiale n d'ions Ag+ . Comment pouvez-vous le faire compte tenu des données ?

[Invité]

Ah oui ! Je suis bête ! On nous dit : "200 mL d'une solution de nitrate d'argent pour laquelle la concentration des ions Ag+ vaut 0,02 mol/L". Donc il y a 0,02 mol dans 1 litre, et il faut trouver comment il y a de moles d'ions Ag+ dans 200 mL. Sachant que 200 mL = 0,2 L, alors il y a 0,2 x 0,02, soit 0,004 mol dans 200 mL d'une solution de nitrate d'argent.

Mais alors ensuite, que dois-je faire ?

Merci

Victor

[SoS(3)]

Bonjour,

et bien la suite, vous l'avez très bien exposée dans la question précédente. Vous n'avez pas compris le calcul de xmax, peut-être ?

[Invité]

On a pour 2Ag+ : 0,004 - 2xmax. Soit xmax = 0,002 mol.
Petite question, pour Zn, c'est 0,093 mol ? Vu que n = m/M = 10/108 = 0,093. C'est bien comme ça qu'on fait pour trouver la quantité de matière du Zinc ?
De toute façon, xmax = 0,002 mol puisque c'est la plus petite valeur.

Mais pour calculer la masse d'argent qui se dépose quand tous les ions Ag+ ont disparu je fais comment en utilisant xmax ?
Et pour savoir quelle perte de masse a subit la lame de zinc ?

Merci.

Victor

[SoS(3)]

Non , vous faites une erreur pour le zinc. On vous demande la perte de masse du zinc ; par conséquent , il faut déterminer la quantité de matière de zinc ayant réagi. Vous devez utiliser le tableau d'évolution pour cela.

De même, utilisez le tableau pour déterminer la quantité de matière d'argent formée. Vous en déduirez ensuite les masses.

[Invité]

Non , vous faites une erreur pour le zinc. On vous demande la perte de masse du zinc ; par conséquent , il faut déterminer la quantité de matière de zinc ayant réagi. Vous devez utiliser le tableau d'évolution pour cela.

De même, utilisez le tableau pour déterminer la quantité de matière d'argent formée. Vous en déduirez ensuite les masses.

La masse de Zinc est de 10g. Donc n = m/M = 10/108 [...] --> Ce que j'ai déjà fait. Je ne vois pas comment trouver la quantité de matière de zinc ayant réagi.

La quantité de matière d'argent formé est de 2xmax soit 0,004 mol ?

Merci.

Victor

[SoS(3)]

Oui c'est bien pour l'argent mais pas pour le zinc . 10 g est la masse du zinc dans l'état initial mais une partie de cette masse s'est transformée . En utilisant le tableau et en notant n le nombre de mol d'atomes de zinc présent dant l'état initial, dites moi combien vous avez de mol d'atomes de zinc dans l'état final.

[Invité]

Il me semble qu'il y a une erreur. Il y a 0,2 mol/L dans la concentration des ions Ag+ et 200 mL = 0,2 L. Donc le calcul pour la quantité de matière des ions Ag+ dans 200 mL est : 0,2 x 0,2 = 0,04 mol et non 0,004 comme nous avions dit.
Donc xmax = 0,02 et non 0,002. Et la quantité de matière d'argent formé est de 0,04 et non 0,004.

Pour la quantité de matière de Zinc à l'état final, c'est n - xmax. Soit n - 0,02. Mais je ne peux rien faire d'autre ?

Merci.

Victor

[SoS(3)]

Ah d'accord car vous aviez dit que C = 0,02 mol/L depuis le début.

Pour le zinc, c'est bien cela donc vous aviez n dans l'état initial, vous avez n - 0,02 dans l'état final. Vous pouvez donc en déduire la quantité ayant été transformée.

[Invité]

Ah d'accord car vous aviez dit que C = 0,02 mol/L depuis le début.

Pour le zinc, c'est bien cela donc vous aviez n dans l'état initial, vous avez n - 0,02 dans l'état final. Vous pouvez donc en déduire la quantité ayant été transformée.

Oui excusez-moi c'est une erreur de recopiage.

J'ai aussi trouvé la masse d'argent qui se dépose quand tous les ions Ag+ ont disparu : La quantité de matière d'argent formé est de 2xmax soit 0,02 x 2, soit 0,04 mol.
Donc, en connaissant la formule n = m/M, m = n x M, soit 0,04 x 108 = 4,32 g. La masse d'argent qui se dépose quand tous les ions Ag+ ont disparu est de 4,32g.

Pour la quantité de matière de Zinc à l'état final, n - 0,02 d'accord mais je ne vois pas ce que je peux faire vu que je ne connais pas n.

Merci

Victor

[SoS(3)]

Oui, c'est exact pour l'argent ;

Decidemment le zinc vous pose bien des problèmes ! Remplacez n par une valeur fictive comme 1 et dites moi alors quelle quantité a réagi.

[Invité]

Oui, c'est exact pour l'argent ;

Decidemment le zinc vous pose bien des problèmes ! Remplacez n par une valeur fictive comme 1 et dites moi alors quelle quantité a réagi.

Si n = 1, alors n - 0,02 = 1 - 0,02 = 0,98. Mais pourquoi calculer dans la "fiction" ;-) ?