Problème de quantité de matière dans un tableau d'avancement ....

Chimie > sujets expliqués - 28/10/2009 - Question simple

Conversation avec le cyberprof

  
 
Lors de la vinification du vin, des ions sulfates sont ajoutés sous forme de sulfate de calcium, d'ammonium ou de cuivre; ils sont notées globalement SO4 2-(aq).
La quantité de sulfate dans un vin est règlementée par l'Etat, elle est soumise a un maximum à ne pas dépasser: 1,1g d'ion sulfate SO4 2- par litre de vin.
Les vins sont donc testés avant commercialisation. Parmi les méthodes officiels d'analyse des vins et des moûts ( arrêté du 24juin 1963) , on trouve une méthode de mesure concernant les ions sulfates:
" les ions sulfates sont précipités par le chlorure de baryum ajouté au vin préalablement débarrassé du dioxyde de soufre par ébullition à l'abri de l'air. Le sulfate de baryum formé est pesé".
L'équation bilan de la réaction correspondante peut s'écrire:
Ba2+ (aq) + SO4 2- = BaSO4 (s)
On introduit 100 ml de vin ( acidifié et dégazé) dans un bêcher puis on ajoute 20 ml de solution de chlorure de baryum de concentration 0,20 mol.L-1 .
On agite, on filtre et on sèche le précipiter de sulfate de baryum dans un four à 400°C. On le pèse et on trouve m=0,440g.

a. Calculer la valeur de la quantité de matière n1 de chlorure introduite a l'état initial

b. Calculer la valeur de la quantité de matière n3 de sulfate de baryum solide solide isolé à l'état final .

c. Établir le tableau d'évolution de la transformation en notant n2 la quantité de matière initiale de SO4 2- (aq).

d. Donner la relation entre n2 et n3. est-il légitime d'admettre que le chlorure de baryum a été introduit en exès?

e. Quelle était la quantité de matière d'ions sulfate dans l'échantillon de 100ml de vin traité? dans 1,0L de vin ?

f. Déterminer la concentration massique en sulfate du vin et dire si ce vin respecte la règlementation.

J'ai trouver les 2 premières questions, mais dans mon tableau d'avancement je doi aussi donne la quantité de matière de SO4 ?
comment je fait pour la trouver, le m donner dans l'énoncer est-il la masse de SO4 où celle de BaSO4 ?
 
 

déjà, que trouves-tu pour n1 et n3 ?

ensuite, tout bêtement, ton tableau d'avancementva ressembler à ça :
Ba2+ (aq) + SO4 2- = BaSO4 (s)
n1 n2 0 (pas de réaction)
n1 - x n2 -x x

puisque, pour une mole de BaSO4 crée, il a fallu consommé une mole de Ba2+ et une mole de SO42-
or ton x, à l'état final, c'est n3

suis-je clair, et y-a-t-il des problèmes sur la suite ?

 
 

alors pour n1 j'ai trouvée 4.10${10}^{-3}$
en utilisant la formule C=n/V
donc n=C.V
pour n3: 4,230.${10}^{-3}$
en utilisant la formule n=m/M
sa me donne 44.${10}^{-2}$/104
104 étant la masse molaire de BaSO4

mais dans mon tableau d'avancement j'aurais besoin de la quantité de matière de SO4
Comment je la calcule ?
Et je n'est pas bien compris votre tableau d'avancement .

 
 

il doit y avoir une erreur, ayant introduit n1 mole de Ba2+, tu ne devrais pas pouvoir produire plus de n1 mole de BaSO4. Si ?
Vérifie ton 204 pour la masse molaire du BaSO4

et en effet, le tableau ne rend pas très bien.

alors, à l'état initial les quantités de matière sont :
Ba2+ : n1
SO4 2- : n2
BaSO4 : 0

ok jusque là ?

ensuite, à l'état intermédiaire, admettons que n moles de BaSO4 sont apparues :
Ba2+ : n1 - n
SO4 2- : n2 -n
BaSO4 : n

ça va aussi ?

à l'état final, n = n2, que l'on connait. dans ce genre d'exercice, la réaction est supposé totale, donc soit le Ba2+ soit le SO4 2- a totalement disparu. Tu connais n1 et n3, donc tu peux trouver n2.

 
 

Ok j'ai compris la tableau d'avancement et je me disais aussi que l'on pouvais trouver n2 en faisant n3-n1 .
mais pour la quantité de matière de n1:
on me donne la concentration et le volume qui sont: 0,20 mole.L-1 et pour 20ml
donc n=20.${10}^{-2}$.20.${10}^{-3}$=4${10}^{-3}$

pour n3 je connais la masse de BaSo4 donc j'applique la formule:
n=m/M
M(BaSo4)=M(Ba)+M(s)+4M(o)=104g.mole-1
donc sa donne: n=44.
${10}^{-2}$/104=4,230.${10}^{-3}$

 
 

Si Wikipedia ne se moque pas de moi, la masse molaire du Baryum est 137 g.mol-1, donc je vois mal le sulftate de baryum à 104 g.mol-1.

 
 

je trouve 1,8.${10}^{-3}$ moles de BaSO4 c'est bon ?

 
 

0.44 / 233 = 0.00188841202
m est donné à 3 chiffres significatifs, donc mets plutôt 1,89.10-3

à part ça, des soucis pour la suite ?

 
 

Dans mon tableau d'avancement est-ce que la plus grande valeur doit être celle de n3?
je trouve comme donc que n3 est égal a 1,89.${10}^{-3}$ mais quand je fait n3-n1 pour trouvé n2 je trouve un nombre négatif vu que n1=4.${10}^{-3}$

 
 

Ben, réfléchis deux secondes.
pour chaque mole de SO4 2- qui réagit, il en faut une de Ba2+. donc ton résultat est limité par la plus petite valeur, c'est le concept du réactif limitant.
pour chaque atome de BaSO4 créé, il a fallu utiliser un atome de Ba2+ et un de SO4 2-, donc la réaction s'arrête lorse que l'un des deux qui fait défaut. Les proportion stochiométriques étant de 1:1, c'est forcément le plus petit qui limite.

au final, n1final = n1 - n3, n2final = 0 et n2 = n3

 

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