Suivi d'une transformation chimique

I. Objectifs:

Comprendre ce que représente l'avancement d'une réaction chimique.

II. Matériel

Une éprouvette graduée de 250mL et un bouchon permettant de la boucher.
Un agitateur magnétique.
Une burette de Mohr de 25mL.
Un cristallisoir.
Une spatule.
Un tube à dégagement et un têt à gaz.
Un erlenmeyer de 250mL muni d'un bouchon percé de deux trous.
Un pied de mécanique muni d'une noix de serrage et d'une pince 4 doigts.
Une solution aqueuse d'acide éthanoïque de concentration C_a=1,0mol.L^-1.
De l'hydrogénocarbonate de sodium.

III. Manipulation:

Données:

L'acide éthanoïque est un liquide de formule CH₃COOH et sera noté AH.
L'hydrogénocarbonate de sodium est un solide blanc de formule NaHCO₃. Il est formé de l'ion hydrogénocarbonate HCO₃^- et de l'ion sodium Na⁺.
La réaction entre l'acide éthanoïque et l'hydrogénocarbonate de sodium peut s'écrire:

NaHCO₃ + AH CO₂(g) + H₂O + NaA(aq)

Dans les conditions de l'expérience, le volume molaire gazeux est V_m=24L.mol^-1.

Dans l'erlenmeyer, peser 0,6Og d'hydrogénocarbonate de sodium.
Rincer la burette à l'eau déminéralisée.
Remplir la burette de la solution d'acide éthanoïque et ajuster au zéro.
Réaliser le montage ci-contre. L'orifice du tube à dégagement doit être recouvert d'eau.
Remplir d'eau l'éprouvette graduée, la couvrir du bouchon et la retourner sur la cuve à eau. Enlever le bouchon. Il ne doit pas y avoir de bulle d'air dans l'éprouvette graduée.
Verser 1,0mL d'acide éthanoïque (V_a=1mL) et agiter. Attendre que le système chimique ait fini d'évoluer et lire le volume V(CO₂) de gaz dans l'éprouvette graduée (on prendra soin de soustraire le volume de liquide versé).
Recommencer en versant l'acide éthanoïque millilitre par millilitre jusqu'à V_a=12mL. Reporter à chaque fois les résultats dans un tableau du type ci-dessous.

IV. Exploitation

1. Quel est le gaz qui se dégage lors de cette réaction chimique? Comment peut-on l'identifier?

2. Saisir les deux premières lignes du tableau ci-dessous dans le tableur Régressi pour Windows.

3. Calculer à l'aide du tableur les quantités de matière d'acide éthanoïque n_a et de dioxyde de carbone n(CO₂) de façon à compléter le tableau.

V_a (L)	1.10^-3	2.10^-3	....................................	12.10^-3
V(CO₂) (L)
n_a (mol)			....................................
n(CO₂) (mol)

4. Tracer le graphe V(CO₂)=f(V_a). Vérifier que ce graphe est formé de deux segments de droite. A quoi correspondent ces deux parties? A quoi correspond l'intersection de des deux segments?

5. Quelle est la quantité d'hydrogénocarbonate de sodium introduite? Quelle quantité maximale de dioxyde de carbone pouvait-on attendre? Ce nombre est-il en accord avec vos résultats expérimentaux?

6. Compléter le tableau ci-dessous.

Volume d'acide introduit Quantité d'acide introduite	Quantité de NaHCO₃ restant	Quantité de AH restant	Quantité de CO₂ formée	Quantité de H₂O formée	Quantité de NaA formée
V_a = 0mL n_a = .........mol
V_a = 1mL n_a = ........mol
V_a = 4mL n_a = ........mol
V_a = ........mL n_a = ........mol	0	0
V_a = 10mL n_a = ........mol
V_a = x mL (x<7mL) n_a = ........mol

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