Transcription de la vidéo
Une étudiante a déposé une petite quantité de carbonate de zinc dans un tube à essai. Elle a pesé le tube à essai contenant le carbonate de zinc et a constaté que sa masse était de 55 grammes. Elle a ensuite chauffé fortement le tube à essai pendant cinq minutes. Suite au refroidissement, elle a pesé à nouveau le tube à essai contenant la poudre restante. Quelle est la nouvelle masse du tube à essai contenant le composé de zinc ? (A) supérieure à 55 g, (B) inférieure à 55 g ou (C) exactement 55 g
La question nous indique que le tube à essai contenant le carbonate de zinc pesait 55 grammes au début de l'expérience. Le tube à essai a ensuite été chauffé et pesé à nouveau suite à son refroidissement. Comme le zinc est un métal, le carbonate de zinc est donc un carbonate métallique. Nous devons savoir ce qui se passe lorsqu'un carbonate métallique est chauffé. De nombreux types de composés se décomposent lorsqu’ils sont chauffés. Ce phénomène s'appelle la décomposition thermique et peut être défini comme étant la décomposition d’une substance lorsqu’elle est chauffée pour former au moins deux autres substances. Lorsqu’un carbonate métallique subit une décomposition thermique, il forme un oxyde métallique et du dioxyde de carbone. Le symbole Δ majuscule est utilisé pour indiquer l'implication de la chaleur.
Le carbonate dans la question est le carbonate de zinc. Une fois chauffé, il formera de l’oxyde de zinc et du dioxyde de carbone. Nous savons donc maintenant que les produits de la réaction sont l’oxyde de zinc et le dioxyde de carbone. Or, afin de déterminer quelle sera la masse mesurée, nous devons considérer la loi de conservation de la masse, qui stipule que la masse demeure constante dans un système fermé. Par conséquent, si cette réaction se produit dans un récipient hermétique, la masse de la substance de départ, soit le carbonate de zinc, sera la même que la masse des produits, soit l’oxyde de zinc et le dioxyde de carbone, donc la masse de l’oxyde de zinc et du dioxyde de carbone produits plus la masse du tube à essai sera donc aussi égale à 55 grammes.
Or, il ne s'agit pas d'un système fermé étant donné que la réaction se produit dans un tube à essai et que la question ne précise pas qu'il est fermé hermétiquement. Par conséquent, lorsque le carbonate de zinc est chauffé pour former de l’oxyde de zinc et du dioxyde de carbone, le dioxyde de carbone est libéré dans l’atmosphère étant donné qu'il s'agit d'un gaz. Le dioxyde de carbone n'est donc pas inclus dans la masse totale lorsque le tube à essai est pesé à nouveau à la fin de l’expérience. La masse comprend donc seulement l’oxyde de zinc et le tube à essai. Si la masse totale de l’oxyde de zinc, du dioxyde de carbone et du tube à essai est égale à 55 grammes, alors la masse de seulement l’oxyde de zinc et du tube à essai doit être inférieure à 55 grammes. La réponse à la question « Quelle est la nouvelle masse du tube à essai contenant le composé de zinc ? » est donc (B) inférieure à 55 grammes.
