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Les élèves trouvent que 15,30 millilitres d’une solution aqueuse d’hydroxyde de sodium neutralisent 20,00 millilitres d’une solution d’acide chlorhydrique. La solution aqueuse d’hydroxyde de sodium a une concentration de 0,095 mole par litre. Quelle est la concentration non identifiée de la solution aqueuse d’acide chlorhydrique ? Donnez votre réponse au millième près. (A) 0,073 mole par litre, (B) 0,146 mole par litre, (C) 0,037 mole par litre, (D) 0,938 mole par litre, (E) 0,469 mole par litre.
Dans cette question, nous devons déterminer la concentration d’une solution aqueuse d’acide chlorhydrique à partir de données expérimentales. Tout d’abord, nous devons écrire une équation chimique équilibrée pour la réaction de neutralisation de l’hydroxyde de sodium avec de l’acide chlorhydrique.
Une réaction de neutralisation impliquant des acides forts et des bases fortes suit le schéma général présenté ici. Donc, dans l’équation chimique équilibrée, les solutions d’acide chlorhydrique et d’hydroxyde de sodium réagissent pour produire du chlorure de sodium aqueux et de l’eau. On nous dit dans le problème que 15,30 millilitres de base, l’hydroxyde de sodium neutralisent 20,00 millilitres d’acide chlorhydrique. Nous savons également que la concentration de la solution d’hydroxyde de sodium est de 0,095 mole par litre.
La détermination de la concentration de la solution d’acide chlorhydrique implique trois étapes. Premièrement, nous devons calculer le nombre de moles de base qui ont réagi. Ensuite, nous devons convertir les moles de base en moles d’acide en utilisant le rapport molaire de l’équation chimique équilibrée. Enfin, à l’étape trois, nous calculerons la concentration molaire de l’acide.
Les unités de la concentration molaire sont des moles par litre. Donc, avant de commencer la première étape, nous devons convertir nos mesures de volume de millilitres en litres. Pour convertir les millilitres en litres, il faut diviser chaque mesure par 1 000. Prenons un moment pour noter ces valeurs dans notre tableau.
Pour calculer le nombre de moles d’hydroxyde de sodium, utilisons l’équation suivante. Multiplions la concentration de la base, qui est de 0,095 mole par litre, par le volume de la base, qui est de 0,01530 litre.
Maintenant que nous avons le nombre de moles de base, nous devons utiliser le rapport molaire de l’équation équilibrée pour trouver le nombre de moles d’acide ayant réagi. Le rapport molaire de l’acide chlorhydrique à l’hydroxyde de sodium dans la réaction est de un pour un. Par conséquent, le nombre de moles d’acide ayant réagi est le même que le nombre de moles de base. Pour le moment, attendons la dernière étape du calcul pour arrondir notre réponse.
Ensuite, utilisons le nombre de moles d’acide et le volume de l’acide pour calculer la molarité, ou concentration molaire, de l’acide. Nous devrions diviser le nombre de moles d’acide par le volume d’acide en litres. Maintenant que nous avons déterminé la concentration molaire de la solution d’acide chlorhydrique, nous devons arrondir notre réponse au millième près. Le résultat est de 0,073 mole par litre.
En conclusion, la concentration de la solution aqueuse d’acide chlorhydrique est de 0,073 mole par litre, soit le choix de réponse (A).