Analyse de la Réactivité de ClO
Comprendre l’Analyse de la Réactivité de ClO
Dans un laboratoire de recherche en chimie inorganique, des scientifiques étudient la décomposition de l’hémioxyde de chlore (ClO) pour mieux comprendre sa réactivité et ses applications potentielles dans le traitement de l’eau.
Le hémioxyde de chlore est notoirement instable et peut se décomposer rapidement en dioxygène (O2) et en chlorure (Cl2).
Les chercheurs souhaitent quantifier la quantité de chlorure produite lorsque 50 grammes de ClO pur se décomposent complètement.
Données:
- Masse molaire de l’hémioxyde de chlore (ClO) : 51,45 g/mol
- Masse molaire du chlorure (Cl2) : 70,90 g/mol
- Réaction chimique : 2 ClO → O2 + 2 Cl2
Questions:
1. Calcul de la quantité de matière initiale de ClO : Déterminer la quantité de matière en moles de 50 g de ClO.
2. Équilibrage de la réaction et quantité de produits : En utilisant l’équation équilibrée, calculer la quantité de Cl2 formée à partir de la décomposition complète du ClO initial.
3. Masse de Cl2 formée : Calculer la masse de chlorure (Cl2) produite à la fin de la réaction.
4. Discussion sur la réactivité : Expliquer pourquoi la stabilité de ClO est un facteur critique dans son utilisation industrielle et quelles précautions doivent être prises lors de son manipulation.
Correction : Analyse de la Réactivité de ClO
1. Calcul de la quantité de matière initiale de ClO
La première étape consiste à déterminer la quantité de matière en moles de 50 g de ClO.
Formule :
\[ n = \frac{m}{M} \]
où \(n\) est la quantité de matière en moles, \(m\) est la masse de la substance en grammes, et \(M\) est la masse molaire de la substance en g/mol.
Substitution des valeurs :
\[ n = \frac{50\, \text{g}}{51.45\, \text{g/mol}} \] \[ n \approx 0.972\, \text{moles} \]
2. Équilibrage de la réaction et quantité de produits
L’équation chimique donnée est équilibrée comme suit:
\[ 2\, \text{ClO} \rightarrow \text{O}_2 + 2\, \text{Cl}_2 \]
Pour chaque 2 moles de ClO décomposés, 2 moles de Cl\(_2\) sont produits. Nous utilisons le rapport stœchiométrique pour trouver la quantité de Cl\(_2\) formée.
Calcul de la quantité de Cl\(_2\) :
Étant donné que la réaction produit 2 moles de Cl\(_2\) pour 2 moles de ClO décomposés, la quantité de Cl\(_2\) produite est directement égale à la quantité de ClO décomposée.
\[ n_{\text{Cl}_2} = n_{\text{ClO}} = 0.972\, \text{moles} \]
3. Masse de Cl\(_2\) formée
Pour trouver la masse de Cl\(_2\) produite, nous utilisons la quantité de matière de Cl\(_2\) et la masse molaire du Cl\(_2\).
Formule :
\[ m = n \times M \]
Substitution des valeurs :
\[ m_{\text{Cl}_2} = 0.972\, \text{moles} \times 70.90\, \text{g/mol} \] \[ m_{\text{Cl}_2} \approx 68.93\, \text{g} \]
4. Discussion sur la réactivité
Le hémioxyde de chlore (ClO) est un composé très réactif et instable, ce qui limite son stockage et son transport.
Cette instabilité est due à la facilité avec laquelle il se décompose en produits plus stables comme le dioxygène et le chlorure. Dans des conditions industrielles, il doit être produit sur site et utilisé immédiatement pour minimiser les risques associés à sa décomposition spontanée.
Les précautions incluent le stockage à basse température, l’utilisation de contenants résistants à la corrosion, et des mesures strictes de sécurité pour éviter les accidents.
Analyse de la Réactivité de ClO
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