L'acide chlorhydrique réagit sur le zinc en donnant du dihydrogene et une solution de chlorure de zinc (II)


A t=0, on introduit m=1.0 g de zinc (M(zinc) = 65,4 g/mol) en poudre dans un ballon contenant v =40 mL d'une solution d'acide chlorhydrique de concentration C= 0.050 mol/L.
On recueille le gaz dihydrogene formé au cours du temps et on en mesure son volume V(H2), d'ou le tableau suivant :

t(min)	0	1	2	3	4	5
V(H2) mL	0	6,3	9,9	12,0	13,5	14,2

1/ Calculer la quantité de matière de dihydrogène n(H2) sachant que le volume molaire vaut : Vm=24 L/mol

V(H2) mL	0	6,3	9,9	12,0	13,5	14,2
n(H2) mmol	0	6,3/24 = aide	9,9/24=	12/24=0,50	13,5/24 =	14.2/24=

2/Exprimer l'avancement x(t) en fonction de V(H2) et du volume molaire Vm.

Quantités de matière initiales des réactifs :

n( ion oxonium) = 0,05*40 = mmol.

n( zinc) = 1/65,4 = 0,015 mol = mmol

	avancement (mmol)		+2	=	+
initial	0	1/65,4 =0,015 mol = 15 mmol	0,05*40 = 2 mmol	0	0
en cours	X	15-X	2-2X	X	X= V(H2) / Vm
fin	Xmax	15-Xmax	2-2Xmax	Xmax	Xmax

Si le zinc est en : 15-Xmax=0 soit Xmax = mmol
Si l'acide est en défaut : 2-2Xmax=0 soit Xmax = mmol
On retient la plus valeur : Xmax = 1 mmol.

3/ Exprimer les quantités de matiere des différents constituants en fonction de V(H2).
Avancement X = V(H2)/Vm avec V(H2) en mL et Vm =24 L/mol
Zinc restant à la date t : 15-= 15-V(H2)/24
ion oxonium restant à la date t : 2-= 2-2V(H2)/24 = 2-V(H2)/12
ion zinc formé à la date t : = V(H2)/24
dihydrogène formé à la date t : =V(H2)/24

4/ Déterminerà la date t=3 min, la composition ( en quantité de matiere) du mélange reactionnel. En deduire la concentration en ions zinc (II) dans la solution.
Dans les expressions ci-dessus remplacer V(H2) par 12 mL ou X par 0,5 mmol
n(zinc)= 15-0,5 = mmol
n( ion oxonium) = 2-2*0,5= mmol
n(ion zinc) = 0,5 mmol
n(H2) = 0,5 mmol
concentration en ion zinc = Qté de matière (mmol) / volume de la solution (mL) = 0,5 / 40 = mol/L

5/ Pour quelle date V(H2)(t) est il égal à 8.0 mL ? En déduire la composition du mélange réactionnel à cet instant.

Dans les expressions ci-dessus remplacer V(H2) par 8 mL ou X par 8 /24 =0,33 mmol
n(zinc)= 15-0,33= 14,7 mmol
n( ion oxonium) = 2-2*0,33= mmol
n(ion zinc) = 0,33 mmol
n(H2) = 0,33 mmol