Exercice de pré-laboratoire : Nom : _ Formule d un hydrate Une expérience a été réalisée pour déterminer la formule de l hydrate formé à partir du sulfate de sodium (Na 2 SO 4 @ nh 2 O). On a chauffé une masse de 2,57 grammes de cet hydrate dans un creuset pour en faire évaporer toute l eau. La masse du sel anhydre résultant de cette opération (Na 2 SO 4 ) est de 1,15 gramme. Procédez aux calculs suivants dans l espace prévu à cet effet. Pensez aux unités et chiffres significatifs dans les calculs. Calculez le nombre de moles du sel anhydre (Na 2 SO 4 : Mr = 142,04 g/mol) (Inscrivez cette valeur ci-dessous) Calculez la masse de H 2 O évaporée. Calculez les moles de H 2 O évaporée (H 2 O : Mr = 18,02 g/mol) (Inscrivez cette valeur ci-dessous) Moles de sel anhydre... Moles de H 2 O évaporée... Rapport : moles (eau) : moles (sel anhydre) A) rapport non réduit :... : B) rapport réduit :... : (valeurs entières) Formule la plus simple de la forme hydratée du sulfate de sodium : Na 2 SO 4 @ H 2 0
Chimie 521 - Formule d un hydrate Nom : Partenaire : Objectif : Déterminer la formule d un hydrate. Introduction : Le terme eau d hydratation sert à désigner les molécules d eau que l on rencontre dans la structure cristalline d un solide ionique. Une substance contenant des molécules d eau dans sa structure cristalline s appelle un hydrate. On utilise un point dans la formule d un hydrate pour relier la formule du composé au nombre de molécules d eau par unité formulaire (ex. : CaCl 2 @ 2H 2 O). Ces molécules d eau retenues dans un hydrate peuvent être éliminées par chauffage pour produire un sel anhydre. Chaleur CaCl 2 @ 2H 2 O 6 CaCl 2 + 2H 2 O Hydrate Sel anhydre Pour déterminer la formule d un hydrate, on chauffe une masse connue de l hydrate jusqu à évaporation de l intégralité de l eau d hydratation. La masse de la substance résiduelle correspond à la masse réelle du sel anhydre. La différence (perte) de masse résultant du chauffage équivaut à la masse de l eau éliminée de l hydrate. Les masses du sel anhydre et de l eau évaporée peuvent être converties en moles. En comparant les moles d eau éliminée aux moles de sel anhydre restant, vous obtenez un rapport de moles d eau combiné à 1 mole du sel anhydre qui correspond à la formule d un hydrate. Note : On peut utiliser divers hydrates pour cette expérience. Quelques hydrates courants : sulfate de cuivre (II) pentahydraté : CuSO 4 @ 5H 2 O sulfate de magnésium heptahydraté : MgSO 4 @ 7H 2 O carbonate de sodium décahydraté : Na 2 CO 3 @ 10H 2 O sulfate de zinc heptahydraté : ZnSO 4 @ 7H 2 0 Procédure : 1. Placez le creuset, en posant le couvercle légèrement de travers, sur le triangle attaché à l anneau. Chauffez le creuset à l aide du bec Bunsen pendant deux ou trois minutes. Éteignez le brûleur et laissez refroidir le creuset et le couvercle. 2. Placez le creuset et son couvercle refroidis sur une balance au centigramme et déterminez le poids au centième de gramme près. Notez ce poids dans la partie réservée aux données.
3. Placez un échantillon de l hydrate donné dans le creuset jusqu à ce que celui-ci soit rempli au tiers environ. Pesez le creuset, le couvercle et l échantillon d hydrate. Notez le poids dans la partie consacrée aux données. Remettez le creuset, le couvercle et l hydrate sur le triangle attaché à l anneau. Le couvercle du creuset légèrement de travers, chauffez doucement le fond du creuset à l aide du bec Bunsen pendant trois ou quatre minutes. Réduisez ou arrêtez le chauffage au premier sifflement, claquement ou à la première éclaboussure. Ne mettez aucun solide dans le creuset pendant le chauffage. Augmentez l intensité de la chaleur sur le creuset jusqu à ce que le fond rougeoie. Continuez à chauffer fortement pendant six ou sept minutes supplémentaires (minimum). Arrêtez de chauffer et couvrez le creuset. Laissez le creuset refroidir. Placez le creuset, le couvercle et son contenu (sel anhydre) sur la balance au centigramme pour déterminer la masse. Notez la masse dans la partie réservée aux données. Facultatif Renouvelez les étapes 4 et 5 jusqu à être sûr que l eau d hydratation se soit totalement évaporée. Placez un thermomètre dans le sel anhydre et ajoutez quelques gouttes d eau. Inscrivez le changement de température dans la partie réservée aux données.
Résultats 1. Poids du creuset et du couvercle... 2. Poids du creuset, du couvercle et de l hydrate... 3. Poids du creuset, du couvercle et du sel anhydre... 4. Formule du sel anhydre (fournie par le chargé de cours)... 5. Masse molaire (g/mol) du sel anhydre 6. Variation de température :... Analyse des données (Décrivez tous les calculs sur une feuille distincte. Faites figurer les unités et les chiffres importants) 1. Poids de l hydrate... 2. Poids du sel anhydre... 3. Poids de l eau évaporée... 4. Moles du sel anhydre... 5. Moles d eau évaporée 6. Rapport : moles (eau) : moles (sel anhydre) A) rapport non réduit ; : B) rapport réduit ; : (valeurs entières)
7. Formule la plus simple d un hydrate... Conclusion : Question : la chaleur a été absorbée pour éliminer l eau du sel. En tenant compte de ce phénomène, expliquez pourquoi la température a augmenté quand on a ajouté de l eau au sel anhydre.