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Un sel de métal hydraté inconnu a pour formule chimique XBr2⋅6H2O. Lorsqu’un échantillon de 4,361 grammes de ce sel est chauffé, sa masse diminue de 1,443 grammes. Lequel des éléments suivants correspond au métal X ? La masse molaire du brome est de 80 grammes par mole, celle de l’hydrogène est de un gramme par mole et celle de l’oxygène est de 16 grammes par mole. (A) Co, M égale 59 grammes par mole. (B) Cu, M égale 63,5 grammes par mole. (C) Fe, M égale 56 grammes par mole. (D) V, M égale 51 grammes par mole. (E) Mn, M égale 55 grammes par mole.
Commençons par définir ce qu’est un sel de métal hydraté afin de comprendre ce qui se passe lorsqu’il est chauffé. Lorsqu’un sel contient des molécules d’eau qui font partie de sa structure, on l’appelle un sel hydraté. Au cours d’une expérience de gravimétrie par volatilisation, si nous arrivons à éliminer toutes les molécules d’eau du sel hydraté en le chauffant, nous formerons le sel anhydre. C’est la raison pour laquelle la masse du sel anhydre est inférieure à celle du sel hydraté. La masse des molécules d’eau libérées est simplement calculée comme étant la différence entre la masse de l’échantillon avant le chauffage et la masse de l’échantillon après le chauffage.
La masse d’eau perdue à partir du sel hydraté est donnée dans la question comme étant 1,443 grammes. On nous donne la masse de l’échantillon avant qu’il ne soit chauffé, 4,361 grammes. Par conséquent, nous pouvons calculer la masse du sel anhydre en soustrayant 1,443 grammes à 4,361 grammes. Cela nous donne 2,918 grammes. Nous pouvons maintenant nous servir de ces informations pour nous aider à identifier X. Tout d’abord, nous devons convertir 1,443 grammes d’eau en moles. Ensuite, nous trouverons le nombre de moles de XBr2. Enfin, nous déterminerons la masse molaire de X, ce qui nous aidera à identifier le métal.
Le nombre de moles d’eau peut être calculé en utilisant la formule suivante. Le nombre de moles est égal à la masse en grammes divisée par la masse molaire en grammes par mole. La masse d’eau est de 1,443 grammes et la masse molaire de l’eau est de 18 grammes par mole. La masse molaire de l’eau est calculée en additionnant les masses molaires moyennes de deux atomes d’hydrogène et d’un atome d’oxygène. La division de 1,443 grammes par 18 grammes par mole nous donne le nombre de moles d’eau. Maintenant, pour déterminer le nombre de moles de XBr2, nous devons examiner la formule chimique fournie du sel hydraté. À partir de la formule, nous pouvons déterminer qu’il y a six moles d’eau pour chaque mole de XBr2. On peut donc calculer le nombre de moles de XBr2 en divisant le nombre de moles d’eau par six.
Maintenant que nous avons le nombre de moles et la masse du sel anhydre XBr2, nous pouvons calculer sa masse molaire. La masse molaire peut être calculée en divisant la masse en grammes par le nombre de moles. Après avoir remplacé par les bonnes valeurs et divisé, nous obtenons la masse molaire de XBr2. Puisque nous voulons connaître la masse molaire de X seul, nous devons prendre la masse molaire de XBr2 et soustraire la masse molaire de Br2. La masse molaire moyenne de Br est de 80 grammes par mole. La masse molaire de Br2 est donc de 160 grammes par mole. Après avoir soustrait 160 grammes par mole à la masse molaire de XBr2, nous obtenons enfin la masse molaire de X.
En regardant les choix de réponse, nous pouvons voir que le métal qui a la masse molaire la plus proche de celle que nous avons calculée est le cobalt. Par conséquent, l’identité du métal X est le cobalt, qui a une masse molaire moyenne de 59 grammes par mole.
