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Vidéo de question : Déterminer l’identité de deux éléments en fonction de la formule chimique et de la masse moléculaire relative d’un composé Chimie

On donne à un scientifique la formule chimique et la masse moléculaire relative de deux composés inconnus, comme indiqué ci-dessous : Formule chimique XY₂ Mᵣ = 64, Formule chimique XY₃ Mᵣ = 80. Si la masse atomique de l’élément X vaut le double de celle de l’élément Y, lesquels des éléments suivants sont les éléments X et Y ? [S = 32, O = 16, Ni = 59, Si = 28, C = 12, Mg = 24, Ne = 20, Ar = 40, Li = 7, N = 14]. [A] X = Ni, Y = Si [B] X = S, Y = O [C] X = Li, Y = N [D] X = Ne, Y = Ar [E] X = C, Y = Mg

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Transcription de vidéo

On donne à un scientifique la formule chimique et la masse moléculaire relative de deux composés inconnus, comme indiqué ci-dessous : formule chimique XY2, Mr égale à 64 ; formule chimique XY3, Mr égale à 80. Si la masse atomique de l’élément X vaut le double de celle de l’élément Y, lesquels des éléments suivants sont les éléments X et Y? La masse atomique relative du soufre est de 32, celle de l’oxygène de 16, du nickel de 59, du silicium de 28, du carbone de 12, du magnésium 24, du néon 20, de l’argon 40, du lithium sept et de l’azote 14. (A) X est égal à Ni ; Y est égal à Si. (B) X est égal à S ; Y est égal à O. (C) X est égal à Li ; Y est égal à N. (D) X est égal à Ne ; Y est égal à Ar. Ou (E) X est égal à C ; Y est égal à Mg.

Pour répondre à cette question, nous devons déterminer l’identité des éléments X et Y en comparant leur masse atomique relative aux masses atomiques relatives données. Mais dans la question, on ne nous donne pas les masses atomiques relatives de X et Y. On nous donne les masses moléculaires relatives de deux composés qui ne sont constituées que des éléments X et Y. La masse moléculaire relative est le rapport entre la masse moyenne d’une molécule ou d’une unité formulaire et un douzième de la masse d’un atome de carbone 12. La masse moléculaire relative d’une molécule ou d’une unité formulaire peut être calculée en additionnant les masses atomiques relatives des atomes dont elles sont composées.

Par exemple, une molécule de dioxyde de carbone contient un atome de carbone et deux atomes d’oxygène. La masse atomique relative du carbone est de 12, et la masse atomique relative de l’oxygène est de 16. Ainsi, la masse moléculaire relative du dioxyde de carbone sera égale à 12 plus deux fois 16. 16 est multiplié par deux car il y a deux atomes d’oxygène dans la formule chimique du dioxyde de carbone. La masse moléculaire relative du dioxyde de carbone est donc de 44. Appliquons ce raisonnement au premier composé inconnu. Comme on ne connait pas les masses atomiques relatives de X ni de Y, on les définit pour plus de simplicité comme les inconnues X et Y.

On sait que la masse moléculaire relative de XY2 est égale à la masse atomique relative de X plus deux fois la masse atomique relative de Y. On sait également que la masse formulaire relative de ce composé est 64. On obtient ainsi l’équation 64 égale X plus deux Y. On nous dit aussi que la masse atomique de l’élément X est le double de celle de l’élément Y. On peut donc écrire une deuxième équation. La masse atomique relative de X est égale à deux fois la masse atomique relative de Y. On peut maintenant substituer cette relation pour la valeur de X dans la première équation. Cela donne 64 est égal à deux Y plus deux Y. On peut sommer les termes en Y puis diviser les deux côtés de l’équation par quatre. Cela donne une valeur de 16 pour l’inconnue Y. On peut alors substituer cette valeur dans la deuxième équation, ce qui nous donne X est égal à deux fois 16, soit X est égal à 32.

Maintenant que nous savons que la masse atomique relative de X est 32 et la masse atomique relative de Y est 16, on peut comparer ces valeurs à celles données dans la question. On constate qu’une masse atomique relative de 32 correspond à l’élément soufre et qu’une masse atomique relative de 16 correspond à l’élément oxygène. Par conséquent, l’élément X doit être du soufre et l’élément Y de l’oxygène. Donc, à partir des masses moléculaires relatives et des formules chimiques de deux composés inconnus, nous avons déterminé que les éléments X et Y sont respectivement S et O, c’est le choix de réponse (B).

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