Zone d’entraide

Éli

hi! Comment on peux résoudre ce problème?? Merci!!

La plupart des métaux réagissent avec les acides en produisant de l'hydrogène gazeux. Par exemple, considère la réaction de l'aluminium et l'acide chlorhydrique ci-dessous :

 

2 Al(s)+6 HCl(aq)→2 AlCl3 (aq)+3 H2 (g)

 

a) Un morceau d'aluminium ayant une masse de 5 grammes réagit complètement en 3 minutes. Quelle est la vitesse moyenne de disparition de l'aluminium, en mol/L / min ?

b) Est-ce que H2 est produit plus rapidement, moins rapidement ou à la même vitesse que Al disparaît? Justifie ton choix brièvement.

c) L'expérience est répétée mais cette fois-ci avec une solution acide plus chaude. Est-ce que la réaction sera plus rapide, moins rapide ou à la même vitesse qu'elle l'était auparavant? Justifie ton choix à l'aide de la théorie des collisions.

Louis-Philippe B

Merci pour ta question!

D'abord, en a), l'essentiel du problème consiste à effectuer une conversion d'unités. Effectivement, l'intitulé de la question mentionne une masse d'aluminium de 5 grammes ainsi qu'une durée de 3 minutes. La réponse doit être sous la forme suivante :

$$ \frac{\frac{mol}{L}}{min} $$

Ainsi, il faudra diviser une quantité d'aluminium par un certain volume, puis par une durée.

Comme la durée est déjà en minutes, tu n'as qu'à la laisser sous sa forme actuelle.

Cependant, la masse de 5 grammes doit être convertie en moles. Il faut alors utiliser la masse molaire de l'aluminium (que tu peux trouver dans un tableau périodique) :

$$ n = \frac{m}{M} $$

Légende :

• n : nombre de moles

• m : masse (g)

• M : masse molaire (g/mol)

Puis, il ne reste qu'à diviser le nombre de moles par le temps. Je tiens à préciser que je crois qu'il y a une coquille dans le problème; en effet, il manque une unité de volume pour que le résultat obtenu soit en mol/L/min. Bref, le résultat obtenu sera en mol/min.

Je te laisse trouver la réponse par toi-même. 😉

Ensuite, en b), un bref coup d'oeil à l'équation de la réaction permet de constater que les coefficients stoechiométriques de l'aluminium et du hydrogène ne sont pas égaux. Effectivement, il y a 2 moles d'aluminium qui disparaissent pour chaque 3 moles d'hydrogène qui sont produites. Ainsi, on en déduit que la vitesse de disparition de l'aluminium ne sera pas la même que la vitesse d'apparition de l'hydrogène.

Puis, en c), il faut se rappeler de la théorie des collisions, selon laquelle une plus haute température augmentera la proportion de molécules ayant l'énergie cinétique minimale afin de réagir. Ainsi, en chauffant la solution acide, la réaction devrait se dérouler plus rapidement.

Cette fiche du site d'Alloprof parle de la théorie des collisions :

https://www.alloprof.qc.ca/fr/eleves/bv/chimie/la-theorie-des-collisions-c1030

N'hésite pas si tu as d'autres questions!