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Une solution aqueuse contient une masse inconnue de MgSO₄. Lors de l'ajout de BaCl₂ en excès, un précipité de BaSO₄ se forme. Après avoir été filtré, lavé et séché, le précipité contient 0,012 mole de BaSO₄. Quelle masse de MgSO₄, en grammes, était présente dans la solution initiale ? Utilise une valeur de 120 g/mol pour la masse molaire du MgSO₄.
Dans le cadre de cette question, nous devons déterminer la masse totale de sulfate de magnésium présent dans une solution lorsque 0,012 mole de précipité de sulfate de baryum a été formé au cours d'une réaction. Il s'agit d'un exemple de gravimétrie par précipitation, soit une technique d’analyse qui utilise la formation et la masse d’un précipité pour déterminer la masse d’un analyte. Commençons par écrire une équation chimique pour exprimer la réaction décrite dans la question.
Nous savons que du chlorure de baryum en excès, BaCl2 aqueux, est ajouté à une solution de sulfate de magnésium, MgSO4 aqueux. L’un des produits formés consiste en un précipité de sulfate de baryum, BaSO4 solide. Les ions qui restent en solution après la réaction sont des ions magnésium et des ions chlorure. Nous pouvons le démontrer en écrivant la formule chimique du MgCl2 aqueux.
L'analyte est le sulfate de magnésium, MgSO4. Nous voulons déterminer la quantité de sulfate de magnésium, en grammes, qui était dissous dans la solution avant la réaction de précipitation. Nous savons que le précipité contient 0,012 mole de BaSO4. En équilibrant notre équation chimique, nous pouvons déterminer le rapport molaire entre le sulfate de magnésium et le sulfate de baryum. Ensuite, nous pouvons utiliser ce rapport molaire pour convertir les moles de sulfate de baryum en moles de sulfate de magnésium. Enfin, nous pouvons convertir les moles de sulfate de magnésium en grammes de sulfate de magnésium.
En examinant l’équation chimique, nous pouvons constater que les atomes de magnésium, de soufre, d’oxygène, de baryum et de chlore sont déjà tous équilibrés. Donc, notre équation chimique est bien équilibrée. Le rapport molaire entre le MgSO4 et le BaSO4 est donc de un pour un. Nous devons maintenant convertir les moles de BaSO4 en moles de MgSO4 en utilisant ce rapport molaire. Puisque le rapport molaire est de un pour un, nous pouvons affirmer que pour 0,012 mole de BaSO4 produit, 0,012 mole de MgSO4 a réagi.
Nous sommes maintenant prêts à convertir 0,012 mole de MgSO4 en grammes. Nous pouvons utiliser l’équation suivante, où 𝑛 représente le nombre de moles de sulfate de magnésium, petit 𝑚 représente la masse du sulfate de magnésium en grammes et grand 𝑀 représente la masse molaire du sulfate de magnésium en grammes par mole. Commençons par réorganiser notre équation afin de pouvoir calculer la masse.
Nous trouvons que la masse est égale au nombre de moles multiplié par la masse molaire. Nous pouvons remplacer le nombre de moles par 0,012 mole et la masse molaire par 120 grammes par mole, tel qu'indiqué dans la question. Après avoir effectué la multiplication, nous obtenons 1,44 gramme.
En conclusion, la masse de MgSO4 présente dans la solution initiale était de 1,44 gramme.
