La réaction chimique

 

Fabrication industrielle du titane:

1. Les réactifs sont-ils dans les proportions stoechiométriques?

Equation de la réaction:

TiCl4 + 2 Mg Ti + 2 MgCl2

Bilan molaire:

 

Quantité de chlorure de titane:

n(TiCl4) = 2001,05 mol.

Masse molaire de TiCl4:
  M(TiCl4) = M(Ti) + 4.M(Cl)
  M(TiCl4) = 47,9 + 4. 35,5
  M(TiCl4) = 189,9 g.mol-1

 

Quantité de magnésium:

n(Mg) = 4115,23 mol.

D'après le bilan molaire, pour déterminer le réactif en excès, il faut comparer n(Mg)/2 et n(TiCl4).

Le magnésium est donc en excès.
 

2. Masse des produits formés, masse du réactif en excès:

 

Masse de chlorure de magnésium:

D'après le bilan molaire:

n(MgCl2) = 2.n(TiCl4)
n(MgCl2) = 2 . 2001,05
n(MgCl2) = 4002,1 mol.

m(MgCl2) = n(MgCl2).M(MgCl2)
m(MgCl2) = 4002,1 . 95,3
m(MgCl2) = 381400 g (381,4 kg)

Attention:
Les calculs doivent être effectués à partir du réactif limitant (en défaut), c'est à dire du chlorure de titane.

 

 

 

Masse molaire de MgCl2:
  M(MgCl2) = M(Mg) + 2.M(Cl)
  M(MgCl2) = 24,3 + 2 . 35,5
  M(MgCl2) = 95,3 g.mol-1

 

Masse de titane obtenue:

D'après le bilan molaire:

n(Ti) = n(TiCl4)
n(Ti) = 2001,05 mol.

m(Ti) = n(Ti).M(Ti)
m(Ti) = 2001,05 . 47,9
m(Ti) = 95850 g (environ 95,8 kg).

 

Masse de magnésium resté en excès:

D'après le bilan molaire:

n(Mg) = n(MgCl2)
n(Mg) = 4002,1 mol.

m(Mg) = n(Mg).M(Mg)
m(Mg) = 4002,1 . 24,3
m(Mg) = 97251g

Méthode:

Pour déterminer la masse de magnésium resté en excès, il faut d'abord déterminer la masse de magnésium consommé, et la retrancher de la masse initiale de magnésium:

m(Mg)restant = m(Mg)initiale - m(Mg)consommée
 

 

Il reste donc:

m(Mg)restant = 100000 - 97251
m(Mg)restant = 2749 g (2,75kg).

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