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Vidéo de question : Utiliser la gravimétrie par précipitation pour calculer le pourcentage massique de NaCl dans un échantillon mixte Chimie

Un échantillon de 2,45 g de cristaux blancs contient du NaCl et du KNO₃. L’échantillon est complètement dissous dans de l’eau déionisée et du AgNO₃ en excès est ensuite ajouté, ce qui forme un précipité d’AgCl. Après avoir été filtré, lavé et séché, le précipité a une masse de 1,54 g. Quel est le pourcentage massique de NaCl dans ce mélange au nombre entier le plus proche ? [Na = 23 g/mol, Cl = 35,5 g/mol, Ag = 108 g/mol]

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Transcription de vidéo

Un échantillon de 2,45 g de cristaux blancs contient du NaCl et du KNO₃. L’échantillon est complètement dissous dans de l’eau déionisée et du AgNO₃ en excès est ensuite ajouté, ce qui forme un précipité d’AgCl. Après avoir été filtré, lavé et séché, le précipité a une masse de 1,54 g. Quel est le pourcentage massique de NaCl dans ce mélange au nombre entier le plus proche ? La masse molaire du sodium est de 23 grammes par mole, celle du chlore est de 35,5 grammes par mole et celle de l’argent est de 108 grammes par mole.

L'échantillon mentionné dans cette question contient deux sels différents : NaCl et KNO3. Nous ne connaissons pas la quantité de départ de chaque sel dans l’échantillon. Toutefois, il y a formation d'un précipité d’AgCl lorsqu’une expérience de gravimétrie par précipitation est réalisée. La gravimétrie par précipitation est une technique analytique qui utilise la formation et la masse d’un précipité pour déterminer la masse d’un analyte.

Commençons par écrire une équation chimique pour représenter la réaction de précipitation qui a eu lieu. Tout d’abord, le chlorure de sodium et le nitrate de potassium solides sont dissous dans l’eau pour former une solution aqueuse. Nous devons donc écrire ces deux formules chimiques en utilisant le symbole d’état aq. Du AgNO₃, ou nitrate d’argent, en excès est ensuite ajouté à la solution. Le nitrate d’argent représente l’agent précipitant qui provoque une réaction chimique pour produire un précipité de chlorure d’argent solide.

Mais quels sont les autres produits ? Lorsque le chlorure de sodium réagit avec le nitrate d’argent, il y a formation de chlorure d’argent solide. Les ions sodium et nitrate restent dissous dans la solution et nous pouvons donc écrire la formule chimique de ce produit comme étant du NaNO3 aqueux. Le nitrate de potassium ne réagit pas avec le nitrate d’argent. Il reste donc en solution sous forme d’ions dissous. Puisque le KNO3 ne participe pas à la réaction chimique, nous pouvons l'éliminer de notre équation.

Dans cette expérience, l'analyte est le NaCl. Nous savons que la masse du précipité de chlorure d’argent est de 1,54 gramme. Nous devons utiliser ces informations afin de déterminer la masse de chlorure de sodium qui a réagi. Avant de commencer nos calculs, nous devons nous assurer que l’équation chimique est équilibrée. Après avoir compté chaque type d’atomes présent des deux côtés de l’équation, nous pouvons constater qu'elle est déjà équilibrée.

Nous sommes maintenant prêts à effectuer les étapes suivantes afin de déterminer le pourcentage massique de chlorure de sodium.

Tout d’abord, nous devons convertir les grammes de chlorure d’argent en moles. Ensuite, nous devons convertir les moles de chlorure d’argent en moles de chlorure de sodium. Après, nous convertirons les moles de chlorure de sodium en grammes de chlorure de sodium. Nous pourrons enfin déterminer le pourcentage massique de chlorure de sodium dans l’échantillon initial.

Pour convertir les grammes de chlorure d’argent en moles, nous devons utiliser l’équation suivante, où 𝑛 représente le nombre de moles, petit 𝑚 représente la masse en grammes et grand 𝑀 représente la masse molaire en grammes par mole. Nous devons calculer la masse molaire d’AgCl en additionnant les masses molaires moyennes de l’argent et du chlore fournies dans la question. Donc, la masse molaire du chlorure d’argent est de 143,5 grammes par mole.

Nous pouvons maintenant écrire la masse du précipité de chlorure d’argent, qui est de 1,54 gramme, et la masse molaire du chlorure d’argent, qui est de 143,5 grammes par mole, dans notre équation. Après avoir effectué la division, le résultat est d’environ 0,010 mole de chlorure d’argent.

En examinant l’équation chimique équilibrée, nous pouvons constater que, pour chaque mole de chlorure de sodium qui réagit, une mole de chlorure d’argent est produite. Par conséquent, 0,010 mole de chlorure de sodium a réagi.

Nous pouvons donc convertir le nombre de moles de NaCl en grammes en utilisant la même équation que celle que nous avons utilisée à la première étape. Cependant, puisque nous voulons calculer la masse, nous devons réarranger notre équation.

Tout d’abord, nous devons calculer la masse molaire du chlorure de sodium en additionnant les masses molaires moyennes du sodium et du chlore fournies dans la question. Donc, la masse molaire du chlorure de sodium est de 58,5 grammes par mole. Nous pouvons remplacer le nombre de moles par approximativement 0,010 mole et la masse molaire par 58,5 grammes par mole. Après avoir effectué la multiplication, nous pouvons déterminer que la masse de chlorure de sodium est d’environ 0,627 gramme.

Enfin, nous pouvons calculer le pourcentage de masse de chlorure de sodium dans l’échantillon initial. Pour ce faire, nous pouvons utiliser l’équation suivante. Nous devons diviser environ 0,627 gramme de chlorure de sodium par la masse totale de l’échantillon initial, soit 2,45 grammes, puis multiplier par 100 pour cent. Le résultat est d’environ 25,6246 pour cent. Nous devons toutefois arrondir notre réponse au nombre entier le plus proche. Par conséquent, le pourcentage de masse de chlorure de sodium dans le mélange est de 26 pour cent.

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