C'est important de clarifier le mécanisme de la réaction ou les données du problème données, afin de fournir une solution détaillée.
1. Écrire l'équation de la réaction
La réaction entre le calcium (Ca) et l'acide sulfurique (H[tex]\(_2\)[/tex]SO[tex]\(_4\)[/tex]) est une réaction typique de déplacement qui forme du sulfate de calcium (CaSO[tex]\(_4\)[/tex]) et de l'hydrogène (H[tex]\(_2\)[/tex]) comme gaz. L'équation équilibrée de la réaction est:
[tex]\[
\text{Ca} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{CaSO}_4 + \text{H}_2
\][/tex]
2. Trouver le volume du gaz dégagé
Afin de déterminer le volume de gaz dégagé, il est essentiel de calculer d'abord la quantité de matière engagée dans la réaction et d'utiliser ensuite les conditions de température et de pression standards (ou d'autres conditions données).
- Masse molaire de Ca = 40 g/mol.
- Masse molaire de H[tex]\(_2\)[/tex]SO[tex]\(_4\)[/tex] = 2(1) + 32 + 4(16) = 98 g/mol.
- Masse molaire de CaSO[tex]\(_4\)[/tex] = 40 + 32 + 4(16) = 136 g/mol.
- Masse molaire de H[tex]\(_2\)[/tex] = 2 g/mol.
Supposons que nous disposons de 300 g de calcium:
- Nombre de moles de Ca = [tex]\(\frac{300}{40}\)[/tex] = 7,5 moles.
D'après l'équation de réaction équilibrée, 1 mole de calcium produit 1 mole de gaz H[tex]\(_2\)[/tex]. Donc, 7,5 moles de Ca produiront 7,5 moles de H[tex]\(_2\)[/tex].
- Volume du gaz (H[tex]\(_2\)[/tex]) dégagé (à TPN : 22.4 L/mol) = [tex]\(7,5 \times 22,4\)[/tex] = 168 L.
3. La masse de l'acide employé
La réaction montre que 1 mole de Ca réagit avec 1 mole de H[tex]\(_2\)[/tex]SO[tex]\(_4\)[/tex]:
- Nombre de moles de H[tex]\(_2\)[/tex]SO[tex]\(_4\)[/tex] nécessaire = 7,5 moles.
- Masse de H[tex]\(_2\)[/tex]SO[tex]\(_4\)[/tex] = 7,5 [tex]\(\times\)[/tex] 98 = 735 g.
4. La masse de composé formé au cours de la réaction
À partir de l'équation équilibrée, nous savons que 1 mole de Ca forme 1 mole de CaSO[tex]\(_4\)[/tex]:
- Nombre de moles de CaSO[tex]\(_4\)[/tex] formées = 7,5 moles.
- Masse de CaSO[tex]\(_4\)[/tex] = 7,5 [tex]\(\times\)[/tex] 136 = 1020 g.
En résumé:
- L'équation de la réaction: [tex]\(\text{Ca} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{CaSO}_4 + \text{H}_2\)[/tex]
- Volume de gaz dégagé: 168 L de H[tex]\(_2\)[/tex].
- Masse de l'acide sulfurique employé: 735 g.
- Masse du composé formé (sulfate de calcium) : 1020 g.
J'espère que cette explication vous aide à mieux comprendre le processus chimique et les calculs nécessaires.
