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Soit l’équation deux NaOH aqueux plus MgCl2 aqueux donnent deux NaCl aqueux plus Mg(OH)2 solide. D’après l’équation, quelle est la masse de NaOH lorsque cinq grammes de Mg(OH)2 précipitent ? Donnez la réponse à une décimale près. La masse molaire du sodium est de 23 grammes par mole, celle de l’oxygène de 16 grammes par mole, de l’hydrogène un gramme par mole et du magnésium de 24 grammes par mole.
Dans cette question, on peut voir qu’une solution d’hydroxyde de sodium réagit avec une solution de chlorure de magnésium. Ces deux composés sont très solubles dans l’eau. Cette réaction produit une solution de chlorure de sodium et un précipité blanc d’hydroxyde de magnésium. On peut dire en regardant attentivement les symboles d’état de l’équation équilibrée que dans cette réaction, l’hydroxyde de magnésium est un précipité. L’hydroxyde de magnésium est représenté par un s pour solide.
On nous dit que cinq grammes de précipité d’hydroxyde de magnésium sont collectés. Les cinq grammes ont été pesés après avoir lavé le précipité avec de l’eau distillée et après séchage à masse constante. On doit trouver la masse d’hydroxyde de sodium de l’une des solutions initiales qui a entraîné la formation de cette masse de précipité. On peut relier la masse d’hydroxyde de magnésium formée à la masse d’hydroxyde de sodium réagissant en utilisant le rapport molaire ou la stœchiométrie de cette équation.
Dans l’équation équilibrée, on peut voir que deux moles d’hydroxyde de sodium forment toujours, dans cette réaction, une mole d’hydroxyde de magnésium. Cela sera toujours le cas lorsque l’hydroxyde de sodium réagira avec un excès de chlorure de magnésium. Supposons que c’est le cas ici. Connaissant la masse d’hydroxyde de magnésium en grammes, on peut calculer l’équivalent en moles. Pour trouver les moles d’hydroxyde de magnésium, on utilise l’équation du nombre de moles est égal à la masse de la substance en grammes divisée par la masse molaire en grammes par mole. Pour trouver la masse molaire de l’hydroxyde de magnésium, il suffit d’additionner les masses molaires moyennes des atomes constitutifs de cette substance.
Selon la formule de l’hydroxyde de magnésium, il contient un atome de magnésium, deux atomes d’oxygène et deux atomes d’hydrogène par unité formulaire. En additionnant les masses molaires moyennes des atomes de l’hydroxyde de magnésium, on trouve que sa masse molaire est de 58 grammes par moles. Le nombre de moles d’hydroxyde de magnésium formé est donc de cinq grammes divisés par 58 grammes par mole. À l’aide d’une calculatrice, on trouve que le nombre de moles d’hydroxyde de magnésium est d’environ 0,0862.
On peut maintenant utiliser le rapport molaire pour trouver combien de moles d’hydroxyde de sodium ont été impliqués dans cette réaction. Le rapport molaire de la soude sur le magnésium est de deux pour un. Pour chaque mole d’hydroxyde de magnésium formé, deux moles d’hydroxyde de sodium ont réagi. On doit donc multiplier par deux les moles d’hydroxyde de magnésium pour trouver le nombre de moles d’hydroxyde de sodium qui nous permettra de répondre à la question. Le nombre de moles d’hydroxyde de sodium réagissant est donc d’environ 0,1724 mole.
Il faut maintenant pour répondre à la question convertir ces moles d’hydroxyde de sodium en une masse d’hydroxyde de sodium. Pour ce faire, nous allons utiliser l’équation masse égale moles fois masse molaire. C’est la masse molaire de l’hydroxyde de sodium que nous devons trouver ensuite. Pour trouver la masse molaire de l’hydroxyde de sodium, il faut additionner les masses molaires moyennes de ses atomes constitutifs, comme pour l’hydroxyde de magnésium. Par unité formulaire, l’hydroxyde de sodium contient un atome de sodium, un atome d’oxygène et un atome d’hydrogène. En additionnant les masses molaires moyennes des atomes concernés, on obtient une masse molaire de 40 grammes par mole pour l’hydroxyde de sodium. Pour revenir au calcul, la masse de l’hydroxyde de sodium est donc d’environ 0,1724 mole multipliée par 40 grammes par mole. Finalement, la masse d’hydroxyde de sodium est d’environ 6,8965 grammes.
Il est très important que nous respections la question et que nous donnions notre réponse à une décimale près. En présentant notre réponse à une décimale près, nous obtenons une masse de 6,9 grammes d’hydroxyde de sodium. 6,9 grammes est la bonne réponse.