TP Chimie n°9 : Réactif limitant, réactif en excès

TP Chimie n°9 : Réactif limitant, réactif en excès
Objectif : Pouvoir prévoir à l’issue d’une réaction s’il va rester un des réactifs ou non
I.
Préparation
Nous allons dans ce TP nous intéresser à la réaction entre le sulfate de cuivre (II) et l’hydroxyde de sodium ou soude.
1) Ecrire la formule du sulfate de cuivre, ainsi que de la soude en solution :
- Sulfate de cuivre : CuSO4, se transforme en Cu2+ + SO42- en solution
+
- Soude : NaOH, se transforme en Na + HO en solution
2) Que se passe-t-il lorsque que l’on met en présence une solution de sulfate de cuivre et une solution de soude ?
Lorsque deux solutions de soude et de sulfate de cuivre sont mélangées, on observe l’apparition d’un précipité bleu
d’hydroxyde de cuivre.
3) Ecrire la réaction :
Sulfate de cuivre + Soude
2+
+
2+
+ HO
Cu
Cu
II.
2SO4
-
+
+ Na + HO
-
Hydroxyde de Sodium
2-
+
Cu(OH)2 + SO4 + Na
Cu(OH)2
Mise en place de la réaction
On dispose d’une solution contenant 16 g.L-1 de sulfate de cuivre ainsi que d’une solution contenant 4 g.L-1
d’hydroxyde de sodium.
On va chercher la quantité nécessaire de sulfate de cuivre à ajouter à 20 mL d’hydroxyde de sodium pour qu’à la fin
de la réaction il ne reste plus d’aucun des deux réactifs.
1) Ecrire le protocole établi ci-dessous :
On prélève 20 mL d’hydroxyde de sodium à l’aide d’une pipette jaugée dans un bécher.
On verse un volume précis de sulfate de cuivre à l’aide d’une burette graduée
 On observe alors le précipité bleu d’hydroxyde de cuivre, que l’on va filtrer
On sépare le filtrat dans deux tubes à essai.
On ajoute dans l’un de la soude. Si l’on observe de nouveau un précipité cela signifiera que le filtrat contenait
encore des ions cuivre.
On ajoute dans l’autre du sulfate de cuivre. Si l’on observe de nouveau un précipité cela signifiera que le filtrat
contenait encore de la soude.
Sulfate de
cuivre
Soude
Soude
Sulfate de
cuivre
Page 1
TP Chimie n°9 : Réactif limitant, réactif en excès
Les volumes choisis de sulfate de cuivre à verser sont : 5 mL, 10 mL, 15 mL, 20 mL et 25 mL
2) Observations :
Groupe
Quantité de
sulfate de
cuivre versé
Test du filtrat à
la soude
Test du filtrat
au sulfate de
cuivre
1
25mL
2
20mL
3
15mL
4
10mL
5
5mL
++
++
+
-
-
-
-
-
-
+
3) Conclusion
Groupe
1
2
3
4
5
non
non
non
non
oui
Soude en
excès
oui
oui
oui
non
non
Sulfate de
(incertain)
cuivre en
excès
D’après les expériences réalisées, on peu donc dire que le volume de la solution de sulfate de cuivre à ajouter aux
20mL de soude pour que toute la soude soit consommée est comprise entre 15mL et 5mL et est probablement très
proche de 10mL.
III.
Calcul de la quantité exacte
Données :
Elément
Masse de
l’atome (kg)
Hydrogène
Oxygène
Sodium
Soufre
Cuivre
1,67.10-27
2,67.10-26
3,85.10-26
5,35.10-26
1,06.10-25
1) Quelle est la masse du groupe Na + O + H ?
2) Quelle masse de NaOH y a-t-il dans 10 mL de solution à 4 g.L-1
3) Combien y a-t-il de groupements Na + O + H dans la masse précédemment calculée ?
4) Quelle est la masse du groupe Cu + S + 4xO ?
-
5) Quelle masse est nécessaire d’après la réaction écrite au I. pour que tous les ions hydroxydes HO soient
consommés ?
6) Quelle quantité d’une solution de sulfate de cuivre à 16g.L-1 faudrait-il prélever ?
Page 2