T.P. de Chimie

Détermination du volume molaire d’un gaz

A / But du T.P. :

Déterminer le volume molaire d’un gaz : le dihydrogène.

B / Matériel :

. un morceau d’un ruban de magnésium et un fil cuivre.

. une éprouvette graduée de 25 mL avec un bouchon adapté.

. un cristallisoir.

. une solution d’acide chlorhydrique.

. une paire de gants et une paire de lunette.

. un support et une pince.

C / Manipulation :

Etape 1 :

Remplir le cristallisoir d’eau (à peu près à moitié) et placer à côtés le support avec la pince fixée dessus.

Etape 2 :

Prélever un morceau de magnésium de 2 cm très précisément , l’enrouler avec le morceau de cuivre , et placer le tout dans le cristallisoir (au milieu).

Etape 3 :            Utilisation des gants et des lunettes obligatoires

Remplir l’éprouvette graduée d’acide chlorhydrique (à ras bord) et la fermer à l’aide du bouchon.

Plonger l’extrémité de l’éprouvette graduée obturée (fermée avec le bouchon) dans l’eau contenue dans le cristallisoir, au dessus du magnésium.

Fixer l’éprouvette graduée (grâce à la pince et au support).

Etape 4 :

On jette les gants à la poubelle en faisant attention ; et on note le volume de gaz recueilli dans l’éprouvette graduée lorsque le magnésium a totalement réagit.

Exploitation et calcul :            Partie à rédiger sur feuille (une pour deux)

Vous répondrez aux questions posées sur votre copie double (le compte rendu sera ramassé et donc noté)

1 ) Faire un schéma détaillé de l’expérience (citer le matériel utilisé).

2 ) Indiquer le volume de gaz (dihydrogène) recueilli dans l’éprouvette graduée( indiquer le résultat en mL et le convertir en L).

3 ) Calculer la masse du morceau de magnésium.

Aide :             épaisseur du ruban de magnésium : 0,2 mm (soit 0,02 cm)

            largeur du ruban de magnésium : 3 mm (soit 0,3 cm)

            longueur du ruban de magnésium : 2 cm (prélever en début d’expérience)

            masse volumique du magnésium : s = 1,74 g/cm³

Calcul : on calcul le volume du morceau de magnésium (V = Lxlxe), puis la masse en multipliant le volume (en cm³) par la masse volumique (le résultat est alors en gramme).

4 ) Pourquoi utilise-t-on du cuivre pour lester le magnésium ?

5 ) Ecrire le bilan, puis l’équation bilan de la réaction chimique qui a lieu entre l’acide chlorhydrique et le magnésium.

Aide :   l’acide chlorhydrique a pour formule chimique : H⁺, Cl^- , et l’ion chlorures Cl^- est spectateur.

            le magnésium est dans la seconde colonne, il forme donc un cation ….

6 ) Déterminer la quantité de matière de magnésium initialement présente.

Aide :   la masse molaire du magnésium est : M ( Mg ) = 24,3 g/mol

7 ) Sachant que le magnésium a totalement réagit et qu’il se forme autant de moles de dihydrogène qu’il disparaît de moles de magnésium, indiquer le nombre de moles de dihydrogène formés au cours de la réaction chimique.

8 ) Sachant que le Volume molaire est égal au rapport du volume de dihydrogène (en litre) obtenue dans l’éprouvette graduée sur le nombre de moles de dihydrogène (question 7), calculer le volume molaire.

Remarque :

Dans les conditions normales de température ( 20 °C ) et de pression ( niveau de la mer ), la valeur du volume molaire est de :

                        Vm = 24,0 L/mol

9 ) Conclure.