Question 1
Énoncé
Au dessus de 200°C, le perchlorate d'ammonium NH4ClO4 solide se décompose violemment selon la réaction quantitative :
NH4ClO4 (s) = N2 (g) + Cl2 (g) + 2 O2 (g) + 4 H2O (g)
L'explosion d'une certaine quantité de ce composé dans une bombe calorimétrique* conduit, après refroidissement, à la formation de 0,72 g d'eau. Combien vaut, exprimé en mole, l'avancement de la réaction ?
Donnée : Masse molaire de l'eau : 18 g.mol-1.
* Une bombe calorimétrique est en fait un récipient aux parois épaisses à l'intérieur duquel on peut effectuer sans danger des réactions chimiques explosives, c'est à dire extrêmement rapides.
Aide simple :
Pour déterminer la valeur de l'avancement d'une réaction donnée, il suffit de connaître la valeur initiale et la valeur finale de l'une des espèces (réactif ou produit).
Rappel de cours :
Il est nécessaire de connaître la définition de l'avancement de réaction \(\xi\).
Résultat
Correction
Explications
La définition de l'avancement s'écrit :
\(\xi = \frac{n_{i,F} - n_{i,I}}{\nu_i}\)
ni,F : quantité de l'espèce i dans l'état final F
ni,I : quantité de l'espèce i dans l'état initial I
\(\nu_i\) est le coefficient stoechiométrique algébrique de i :
>0 si i est un produit
<0 si i est un réactif
Pour i = H2O on obtient : \(\xi = \frac{n_{H_2O,F}-0}{4}\)
La quantité d'eau formée s'obtient à partir de la masse d'eau et de la masse molaire de l'eau : \(n_{H_2O,F}=\frac{m_{H_2O,F}}{M_{H_2O}}\)
On reporte ensuite dans l'expression de l'avancement : \(\xi = \frac{\frac{m_{H_2O,F}}{M_{H_2O,F}}}{4}=\frac{0,72}{4*18}=0,01\) mol