Avancement d'une réaction chimique/Exercices/Suivre et prévoir l'évolution d'une transformation chimique

Document n^o 1 : Noms et couleurs de quelques espèces chimiques dissoutes en solution aqueuse

Nom et formule de l'espèce	Couleur de l'espèce en solution aqueuse
Molécule de diiode I2	Orangé
Ion permanganate MnO4−	Magenta
Ion manganèse Mn2+	Incolore
Ion fer II Fe2+	Vert clair (si concentration assez élevée)
Ion fer III Fe3+	Orangé

 

Document n^o 2 : Équation partiellement ajustée de la réaction entre les ions permanganate et les ions fer II

… MnO₄⁻ (aq) + … Fe²⁺ (aq) + 8 H⁺ (aq) → … Mn²⁺ + 5 Fe³⁺ (aq) + … H₂O (l)

 

1. Dans un ballon, on introduit une masse m = 15 g d'oléine (de formule brute C₅₇H₁₀₄O₆), un volume V = 20 mL d'une solution d'hydroxyde de sodium (Na⁺ + HO⁻) de concentration c = 10 mol L ⁻¹ et quelques grains de pierre ponce.

   On chauffe à reflux pendant 30 minutes.

   L'équation de la réaction s'écrit :

   C₅₇H₁₀₄O₆ (l) + 3 (Na⁺ + HO⁻) (aq) → C₃H₈O₃ (l) + 3 C₁₇H₃₃CO₂Na (s)

   1. Calculer les quantités de matière initiales des réactifs.
   2. Construire le tableau d'évolution
   3. Calculer l’avancement maximal x_max et déterminer le réactif limitant.
   4. En déduire la masse de savon attendue à l'état final.
2. Ajuster l'équation du document n^o 2.
3. On mélange un volume V₁ = 10 mL d'une solution magenta de permanganate de potassium (K⁺ + MnO₄⁻) de concentration C₁ = 4,5 × 10⁻⁴ mol L⁻¹ avec un volume V₂ = 25 mL d'une solution incolore contenant des ions fer II Fe²⁺ à la concentration C₂ = 4,5 × 10⁻⁴ mol L⁻¹. À l'aide de vos connaissances et des documents n^o 1 et 3, déterminer la couleur finale du mélange. Votre raisonnement devra clairement être détaillé.

Solution

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