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Chimie générale 1

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Question 1

L'acide chlorhydrique et le sulfure de sodium sont mélangés et réagissent entièrement pour former du sulfure d'hydrogène et du chlorure de sodium. Écrivez l'équation chimique de cette réaction. Combien de grammes de sulfure d'hydrogène sont produits à partir de 5,0 mol d'acide chlorhydrique et de sulfure de sodium ?

Solution

2 HCl(aq) + Na₂S(aq) → H₂S(g) + 2 NaCl(aq) Nous devons déterminer le réactif limitant : - si HCl est le réactif limitant : au t_final, n_HCl - 2x₁ = 0 → x₁ = 2,5 mol - si Na₂S est le réactif limitant : au t_final, n_Na2S - x₂ = 0 → x₂ = 5,0 mol x₁ < x₂ donc HCl est le réactif limitant et n_H2S = x₁ = 2,5 mol n_H2S =

\frac{m_{H 2 S}}{M_{H 2 S}}

→ m_H2S = n_H2S x M_H2S = 85 g

Question 2

Un échantillon d'un acide aminé (M = 225,2 g.mol^-1) contient 1,56 g de C, 0,333 g de H, 2,08 g de O et 0,910 g de N.

Quelles sont les formules empirique et moléculaire de cet acide aminé ?

Solution

Formule Empirique :

Déterminez le nombre d'atomes pour chaque élément :

n_C = m_C / M_C = 0,130 mol

n_H = m_H / M_H = 0,330 mol

n_O = 0,130 mol

n_N = 0,0650 mol

→ n_N = 2n_C = 2n_O = 5n_H

La formule empirique de cet acide aminé est : C₂H₅O₂N

Formule Moléculaire :

La masse molaire de C₂H₅O₂N est de 75,05 g.mol^-1

La masse molaire de cet acide aminé est de 225,2 g.mol^-1

225,2 / 75,05 = 3, la formule moléculaire de cet acide aminé est C₆H₁₅O₆N₃

Question 3

Donnez le nom ou la formule des composés suivants et précisez s'ils sont ioniques ou covalents :

Dicarbonate de tétraoxyde

Acide phosphorique

Chlorite de calcium

Bromure de cuivre(I)

Pb(ClO₃)₄

SF₆

AgI

Solution

Dicarbon tetroxide: C₂O₄ – composé covalent

Acide phosphorique : H₃PO₄ – composé covalent

Chlorite de calcium : Ca(ClO₂)₂ – composé ionique

Bromure de cuivre(I) : CuBr – composé ionique

HF : acide fluorhydrique – composé covalent

Pb(ClO₃)₄ : chlorate de plomb(IV) – composé ionique

SF₆ : hexafluorure de soufre – composé covalent

AgI : iodure d'argent - composé ionique

Question 4

Donnez le nombre de protons, le nombre de neutrons, la charge et le symbole atomique des éléments suivants :

oxygène avec 10 électrons (A = 16)

aluminium avec 13 électrons (A = 27)

tungstène avec 74 électrons (A = 183)

étain avec 46 électrons (A = 120)

Solution

oxygène avec 10 électrons (A = 16) : 8 protons, 8 neutrons, -2, ${}_{8}^{16}O^{2 -}$

aluminium avec 13 électrons (A = 27) : 13 protons, 14 neutrons, 0, ${}_{13}^{27}{Al}$

tungstène avec 74 électrons (A = 183) : 74 protons, 109 neutrons, 0, ${}_{74}^{183}W$

étain avec 46 électrons (A = 120) : 50 protons, 70 neutrons, +4, ${}_{50}^{120}{Sn}^{4 +}$

Question 5

L'atome de sélénium a 6 isotopes principaux :

⁷⁴Se (0,860 %), ⁷⁶Se (9,23 %), ⁷⁷Se (7,60 %), ⁷⁸Se (23,7 %), ⁸⁰Se (49,8 %) et ⁸²Se (8,82 %).

Quelle est la masse atomique moyenne du sélénium ?

Sur une autre planète, l'atome de sélénium n'a que 2 isotopes principaux : ⁷⁷Se et ⁸⁰Se.

Sa masse atomique est la même que celle sur Terre.

Déterminez le pourcentage relatif de ces deux isotopes.

Solution

Masse atomique moyenne du sélénium sur Terre :

74 x 0.00860 + 76 x 0.0923 + 77 x 0.0760 + 78 x 0.237 + 80 x 0.498 + 82 x 0.0882 = 79.1 u

Pourcentage relatif de ⁷⁷Se et ⁸⁰Se sur l'autre planète :

% de ⁷⁷Se = X%

% de ⁸⁰Se = Y% = (100-X)%

79.1 u = $\frac{77 X}{100}$ + $\frac{80 Y}{100}$ = $\frac{77 X}{100}$ + $\frac{80 (100 - X)}{100}$ → X = 30

% de ⁷⁷Se = 30,0%

% de ⁸⁰Se = 70,0%

Question 6

Le cyanure de sodium est très utile en chimie inorganique car l'anion cyanure a une forte affinité pour les métaux, en particulier l'or.

Quelle est la masse molaire de ce composé?

Calculez le pourcentage de composition en masse pour chaque élément dans le cyanure de sodium.

Combien d'atomes de carbone se trouvent dans 1.2 livre de solution si la solution est 5,0 % de cyanure de sodium en masse ?

(1.0 livre = 4.5 x 10² g)

Solution

Cyanure de sodium : NaCN → M_NaCN = M_Na + M_C + M_N = 23,0 + 12,0 + 14,0 = 49,0 g.mol^-1

Pourcentage de composition en masse :

% Na = M_Na / M_NaCN x 100 = 23,0 / 49,0 x 100 = 46,9%

% C = 24,5%

% N = 28,6%

Nombre d'atomes de carbone N :

n_C = N / N_A

Comme nous n'avons qu'un seul atome de carbone dans la molécule NaCN : n_C = n_NaCN = m_NaCN / M_NaCN

m_NaCN = 1,2 livre x (4,5 x 10²) g / 1 livre x 0,050 = 2,7 x 10 g

N = N_A x n_C = N_A x n_NaCN = N_A x m_NaCN / M_NaCN = 6,022 x 10²³ x 2,7 x 10 / 49,0 = 3,3 x 10²³ atomes

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