Question
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Comment calculer le volume de solution d'acide citrique à 30% nécessaire pour neutraliser 1 litre de solution d'hydroxyde de sodium à 30% ?
1 Réponse
Pour calculer le volume de solution d'acide citrique à 30% nécessaire pour neutraliser 1 litre de solution d'hydroxyde de sodium (NaOH) à 30%, on doit se baser sur la réaction chimique de neutralisation entre l'acide citrique et l'hydroxyde de sodium. L'acide citrique, de formule C6H8O7, est un acide triprotique, ce qui signifie qu'il peut libérer trois protons (H+) par molécule. La réaction de neutralisation se produit lorsque les ions hydroxyde (OH-) de la solution de NaOH réagissent avec les protons de l'acide citrique pour former de l'eau.
La réaction chimique simplifiée peut être représentée comme suit :
C6H8O7 + 3NaOH → Na3C6H5O7 + 3H2O
Pour chaque molécule d'acide citrique, trois molécules d'hydroxyde de sodium sont nécessaires pour la neutralisation complète. La stœchiométrie de la réaction indique que le rapport molaire est de 1:3.
Étapes de calcul :
1. Calculer la quantité en moles de NaOH dans 1 litre de solution à 30% :
Le pourcentage massique (w/v) est le rapport de la masse de soluté (NaOH) au volume de solution. Pour une solution à 30%, il y a 300 grammes de NaOH dans 1 litre de solution.
Masse molaire de NaOH = 22,99 (Na) + 15,999 (O) + 1,008 (H) = 39,997 g/mol
Moles de NaOH = masse (g) / masse molaire (g/mol)
Moles de NaOH = 300 g / 39,997 g/mol
Moles de NaOH = 7,500 moles (arrondi à trois chiffres significatifs)
2. Calculer la quantité en moles d'acide citrique nécessaire :
Comme le rapport molaire de l'acide citrique à NaOH est de 1:3, nous divisons les moles de NaOH par 3 pour obtenir les moles d'acide citrique nécessaires.
Moles d'acide citrique nécessaires = Moles de NaOH / 3
Moles d'acide citrique nécessaires = 7,500 moles / 3
Moles d'acide citrique nécessaires = 2,500 moles
3. Calculer le volume de solution d'acide citrique à 30% nécessaire :
Nous devons d'abord trouver la masse d'acide citrique nécessaire en utilisant sa masse molaire.
Masse molaire de l'acide citrique (C6H8O7) = 12,011*6 + 1,008*8 + 15,999*7 ≈ 192,124 g/mol
Masse d'acide citrique nécessaire = Moles d'acide citrique * Masse molaire
Masse d'acide citrique nécessaire = 2,500 moles * 192,124 g/mol
Masse d'acide citrique nécessaire = 480,31 g
Ensuite, nous trouvons le volume de la solution à 30% nécessaire pour obtenir cette masse.
Pour une solution à 30% en masse/volume, cela signifie que pour 100 mL de solution, il y a 30 g d'acide citrique.
Volume de la solution d'acide citrique = Masse d'acide citrique nécessaire / (30% * Densité de la solution d'acide citrique)
Si nous supposons que la densité de la solution d'acide citrique est proche de celle de l'eau (1 g/mL), le calcul serait :
Volume de la solution d'acide citrique = 480,31 g / (0,30 * 1 g/mL)
Volume de la solution d'acide citrique = 1601,03 mL ou 1,601 L
Ainsi, il faudrait environ 1,601 litres de solution d'acide citrique à 30% pour neutraliser 1 litre de solution de NaOH à 30%.
Notez que ce calcul suppose que l'acide citrique est totalement dissocié et que la densité de la solution d'acide citrique à 30% est équivalente à celle de l'eau, ce qui n'est peut-être pas exact dans la pratique. Ajustements et mesures expérimentales pourraient être nécessaires pour une précision accrue.
La réaction chimique simplifiée peut être représentée comme suit :
C6H8O7 + 3NaOH → Na3C6H5O7 + 3H2O
Pour chaque molécule d'acide citrique, trois molécules d'hydroxyde de sodium sont nécessaires pour la neutralisation complète. La stœchiométrie de la réaction indique que le rapport molaire est de 1:3.
Étapes de calcul :
1. Calculer la quantité en moles de NaOH dans 1 litre de solution à 30% :
Le pourcentage massique (w/v) est le rapport de la masse de soluté (NaOH) au volume de solution. Pour une solution à 30%, il y a 300 grammes de NaOH dans 1 litre de solution.
Masse molaire de NaOH = 22,99 (Na) + 15,999 (O) + 1,008 (H) = 39,997 g/mol
Moles de NaOH = masse (g) / masse molaire (g/mol)
Moles de NaOH = 300 g / 39,997 g/mol
Moles de NaOH = 7,500 moles (arrondi à trois chiffres significatifs)
2. Calculer la quantité en moles d'acide citrique nécessaire :
Comme le rapport molaire de l'acide citrique à NaOH est de 1:3, nous divisons les moles de NaOH par 3 pour obtenir les moles d'acide citrique nécessaires.
Moles d'acide citrique nécessaires = Moles de NaOH / 3
Moles d'acide citrique nécessaires = 7,500 moles / 3
Moles d'acide citrique nécessaires = 2,500 moles
3. Calculer le volume de solution d'acide citrique à 30% nécessaire :
Nous devons d'abord trouver la masse d'acide citrique nécessaire en utilisant sa masse molaire.
Masse molaire de l'acide citrique (C6H8O7) = 12,011*6 + 1,008*8 + 15,999*7 ≈ 192,124 g/mol
Masse d'acide citrique nécessaire = Moles d'acide citrique * Masse molaire
Masse d'acide citrique nécessaire = 2,500 moles * 192,124 g/mol
Masse d'acide citrique nécessaire = 480,31 g
Ensuite, nous trouvons le volume de la solution à 30% nécessaire pour obtenir cette masse.
Pour une solution à 30% en masse/volume, cela signifie que pour 100 mL de solution, il y a 30 g d'acide citrique.
Volume de la solution d'acide citrique = Masse d'acide citrique nécessaire / (30% * Densité de la solution d'acide citrique)
Si nous supposons que la densité de la solution d'acide citrique est proche de celle de l'eau (1 g/mL), le calcul serait :
Volume de la solution d'acide citrique = 480,31 g / (0,30 * 1 g/mL)
Volume de la solution d'acide citrique = 1601,03 mL ou 1,601 L
Ainsi, il faudrait environ 1,601 litres de solution d'acide citrique à 30% pour neutraliser 1 litre de solution de NaOH à 30%.
Notez que ce calcul suppose que l'acide citrique est totalement dissocié et que la densité de la solution d'acide citrique à 30% est équivalente à celle de l'eau, ce qui n'est peut-être pas exact dans la pratique. Ajustements et mesures expérimentales pourraient être nécessaires pour une précision accrue.
Domaine(s) concerné(s) :
Informations :
Postée le : mercredi 21 février 2024
Bonjour, Je cherche à calculer le volume de solution d'acide citrique à 30% nécessaire pour neutraliser 1 litre de solution d'hydroxyde de sodium à 30%
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