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La concentration d’un échantillon de lait de magnésie, Mg(OH)2, a été déterminée par titrage avec de l’acide phosphorique, H3PO4. Pour neutraliser 30 millilitres de lait de magnésie, il faut 54,8 millilitres d’acide phosphorique à 0,5 mole par litre. L’équation de cette réaction est indiquée. Deux H3PO4 plus trois Mg(OH)2 réagissent pour former six H20 plus Mg3(PO4)2. Quelle était la concentration du lait de magnésie ?
Cette question nous demande de calculer la concentration d’un échantillon de lait de magnésie en utilisant les résultats d’une expérience de titrage. Un titrage est une méthode analytique quantitative qui sert à déterminer la concentration d’un analyte en utilisant une concentration connue d’une seconde solution.
L’expérience de titrage décrite dans ce problème est un titrage acido-basique. Au cours de l’expérience, de l’acide phosphorique, soit H3PO4, est ajouté au lait de magnésie qui contient la base, l’hydroxyde de magnésium ou Mg(OH)2. Une réaction de neutralisation a lieu, produisant de l’eau et du sel de phosphate de magnésium. Le rapport molaire acide/base est de deux pour trois.
Faisons de la place pour noter les données expérimentales fournies dans le problème.
La concentration d’acide phosphorique dans cette expérience est de 0,5 mole par litre. Le volume d’acide phosphorique nécessaire pour neutraliser le lait de magnésie est de 54,8 millilitres. Le volume de lait de magnésie utilisé dans l’expérience est de 30 millilitres. Et le but de ce problème est de calculer la concentration molaire du lait de magnésie.
La résolution de ce problème implique trois étapes. Tout d’abord, nous devons calculer le nombre de moles d’acide utilisées. Ensuite, nous devons convertir les moles d’acide en moles de base en utilisant le rapport molaire de l’équation équilibrée. Enfin, à l’étape trois, nous allons calculer la concentration molaire de la base. Avant de commencer la première étape, nous devons convertir les mesures des volumes de millilitres en litres en multipliant par un litre pour 1000 millilitres. Ajoutons ces valeurs à notre tableau et commençons.
Pour trouver le nombre de moles d’acide utilisé, nous pouvons utiliser l’équation suivante, dans laquelle le nombre de moles est égal à la concentration en moles par litre multipliée par le volume en litres. Nous allons multiplier 0,5 mole par litre par 0,0548 litre, ce qui nous permet d’annuler les unités de litres. Le résultat est 0,0274 mole de H3PO4.
Maintenant, nous pouvons utiliser le rapport molaire de l’équation chimique équilibrée pour convertir des moles d’acide en moles de base. Nous multiplierons 0,0274 mole de H3PO4 par trois moles de Mg(OH)2 pour deux moles de H3PO4, ce qui nous permet d’annuler les unités de moles de H3PO4. Le résultat est de 0,0411 mole de Mg(OH)2.
Maintenant que nous connaissons le nombre de moles de base qui ont réagi, nous pouvons calculer la concentration molaire. Pour calculer la concentration molaire, ou la molarité, il faut diviser le nombre de moles de base par le volume de la base. Par conséquent, nous devons diviser 0,0411 mole par 0,03 litre. Le résultat est de 1,37 mole par litre. On peut aussi représenter les unités de moles par litre avec un M majuscule
En conclusion, sur la base des résultats de l’expérience de titrage, la concentration du lait de magnésie est de 1,37 mole par litre.
