M4S2_RE
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3. Dans le vif de la stœchiométrie
3.1 Exemples de stœchiométrie
Il est important de se rappeler que la stœchiométrie, c'est avant tout de déduire des quantités de matières impliquées dans une réaction chimique à partir des rapports de moles donnés par les coefficients dans l'équation de la réaction. Il faut donc d'abord et avant tout balancer l'équation pour obtenir ces coefficients, puis s'assurer de transformer les informations connues en moles. Voici un plan en quatre étapes pour réussir les problèmes de stœchiométrie.
- Balancer l'équationOn veut ainsi obtenir les coefficients essentiels aux étapes suivantes. La plupart du temps, les équations sont déjà balancées, mais ce n'est pas toujours le cas.
- Transformer l'information donnée en molesIl s'agit souvent de transformer la masse (grammes) en moles en utilisant la masse molaire. On divise alors la masse par la masse molaire. Par contre, on peut aussi avoir à utiliser la formule c = n / V si on vous donne un volume et une concentration. Le nombre de moles est alors le produit de la concentration par le volume. Il peut aussi arriver qu'on donne le nombre de moles. Tant mieux, une étape de moins à faire.
- Trouver le nombre de moles de la substance étudiéeIl s'agit de faire un produit croisé entre le rapport donné par les coefficients en utilisant le nombre de moles calculé à l'étape 2 et celui recherché.
- Trouver l'information demandéeSi c'est un nombre de moles, le travail se termine à l'étape 3. Si c'est une masse, on doit la trouver avec la masse molaire de la substance étudiée.
Exemple 1
Quel est le nombre de moles de NaI nécessaire pour produire 2,5 moles de PbI2 ?
Solution
D'abord, il faut balancer l'équation.
Pb(NO3)2 + 2NaI → 2NaNO3 + PbI2
| Étapes | Pb(NO3)2 | + | 2NaI | → | 2NaNO3 | + | PbI2 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Coefficients | 1 | 2 | 2 | 1 | |||
| Information | n = ? | n = 2,5 mol | |||||
| Trouver le nombre de moles | n = 2,5 mol | ||||||
| Stœchio | \( \frac{2 moles}{n} \) | = | \( \frac{1 mol}{2,5 mol} \) | ||||
| Transformer la réponse | n = 5 mol | ||||||
| Trouver la réponse | n = 5 mol |
Il faut 5 moles de NaI pour produire 2,5 moles de PbI2.
Exemple 2
Quelle est la masse de NaI nécessaire pour produire 2,5 moles de PbI2 ?
Solution
Ici, on cherche la masse et non le nombre de moles.
| Étapes | Pb(NO3)2 | + | 2NaI | → | 2NaNO3 | + | PbI2 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Coefficients | 1 | 2 | 2 | 1 | |||
| Information | m = ? | n = 2,5 mol | |||||
| Trouver le nombre de moles | n = 2,5 mol | ||||||
| Stœchio | \( \frac{2 moles}{n} \) | = | \( \frac{1 mol}{2,5 mol} \) | ||||
| Transformer la réponse | n = 5 mol M=149,89g/mol \( m=5 \times149,89 \) m = 749,45 g | ||||||
| Trouver la réponse | m = 749,45 g |
Il faut 749,45 g de NaI pour produire 2,5 moles de PbI2.
Exemple 3
Quelle est la masse de NaI nécessaire pour produire 50 g de PbI2 ?
Solution
Ici, on cherche la masse et non le nombre de moles.
| Étapes | Pb(NO3)2 | + | 2NaI | → | 2NaNO3 | + | PbI2 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Coefficients | 1 | 2 | 2 | 1 | |||
| Information | m = ? | m = 50g |
|||||
| Trouver le nombre de moles | M=461g/mol \( n= \frac{50g}{461g/mol} \) n=0,108mol |
||||||
| Stœchio | \( \frac{2 moles}{n} \) | = | \( \frac{1 mol}{0,108 mol} \) | ||||
| Transformer la réponse | n = 0,217 mol M=149,89g/mol \( m=0,217 \times149,89 \) m = 32,514 g | ||||||
| Trouver la réponse | m = 32,51 g |
Il faut 32,51g de NaI pour produire 50g de PbI2.
Exemple 4
Quel volume d'une solution de NaI dont la concentration est de 0,2 M est nécessaire pour produire 50 g de PbI2 ?
Solution
Ici, on cherche la masse et non le nombre de moles.
| Étapes | Pb(NO3)2 | + | 2NaI | → | 2NaNO3 | + | PbI2 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Coefficients | 1 | 2 | 2 | 1 | |||
| Information | m = ? | m = 50g |
|||||
| Trouver le nombre de moles | M=461g/mol \( n= \frac{50g}{461g/mol} \) n=0,108mol |
||||||
| Stœchio | \( \frac{2 moles}{n} \) | = | \( \frac{1 mol}{0,108 mol} \) | ||||
| Transformer la réponse | n = 0,217 mol c = 0,2 M \( V= \frac{0,217 mol}{0,2 M} \) V = 1,085 L | ||||||
| Trouver la réponse | V = 1,09 L |
Il faut 1,09L de solution NaI 0,2 M pour produire 50g de PbI2.