Corrigé Exercice 17 : Mélanges et corps purs - 4e

 

Dans un eudiomètre, on mélange $40\;cm^{3}$ de dioxygène et $40\;cm^{3}$ de dihydrogène.

 

On fait jaillir une étincelle électrique dans le mélange.

 

1) Montrons qu'il reste un gaz à la fin de l'opération.

 

Lorsqu'on fait jaillir une étincelle électrique dans le mélange, on va observer simultanément l'apparition d'une flamme sous l'effet du dioxygène suivie d'une détonation provoquée par la présence du dihydrogène.

 

La réaction qui s'est produite a utilisé des volumes de dioxygène $V_{_{O_{2}}}$ et de dihydrogène $V_{_{H_{2}}}$ tels que :

$$V_{_{H_{2}}}=2V_{_{O_{2}}}$$

Ainsi, pour faire réagir tout le dioxygène, on aura aussi besoin d'un volume de dihydrogène $V_{_{H_{2}}}$ tel que :

 

$\begin{array}{rcl} V_{_{H_{2}}}&=&2V_{_{O_{2}}}\\&=&2\times 40\;cm^{3}\\&=&80\;cm^{3}\end{array}$

 

Or, on ne dispose que de $40\;cm^{3}$ de dihydrogène, dans l'eudiomètre.

 

Donc, il n'y a pas assez de dihydrogène pour faire réagir en même temps tout le dioxygène du mélange.

 

Ce qui fait que tout le dioxygène ne va pas réagir.

 

Et par conséquent, il va encore rester du dioxygène dans l'eudiomètre, à la fin de l'opération.

 

2) Déterminons le volume du gaz restant.

 

D'après la question 1), le gaz restant est du dioxygène. Ce qui veut dire que tout le dihydrogène a réagi.

 

Par suite, le volume de dioxygène réagi $V_{_{O_{2}(\text{réagi})}}$ est tel que :

$$V_{_{H_{2}}}=2V_{_{O_{2}(\text{réagi})}}$$

D'où, $V_{_{O_{2}(\text{réagi})}}=\dfrac{V_{_{H_{2}}}}{2}=\dfrac{40\;cm^{3}}{2}=20\;cm^{3}$

 

Le volume de dioxygène restant $V_{_{O_{2}(\text{restant})}}$ sera donc donné par :

$$V_{_{O_{2}(\text{restant})}}=V_{_{O_{2}}}-V_{_{O_{2}(\text{réagi})}}$$

 

A.N : $V_{_{O_{2}(\text{restant})}}=40-20=20$

 

Ainsi, $\boxed{V_{_{O_{2}(\text{restant})}}=20\;cm^{3}}$