Problème de la rouille (avec tableau synthèse)
\( \text{Fe} + \text{O}_2 \rightarrow \text{Fe}_2\text{O}_3 \)
Étape 1 : Équation chimique balancée
Voici l'équation chimique balancée avec les coéfficients stoichiométriques :
\( 3 \, \text{Fe} + 1 \, \text{O}_2 \rightarrow 1 \, \text{Fe}_2\text{O}_3 \)
Étape 2 : Coefficients de chaque molécule
Les coefficients de l'équation chimique sont :
| Molécule | \( \text{Fe} \) | + | \( \text{O}_2 \) | \( \rightarrow \) | \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \) |
|---|---|---|---|---|---|
| Coefficient | 3 | + | 1 | \( \rightarrow \) | 1 |
Étape 3 : Calcul du nombre de moles
Pour obtenir 100 g de fer (\( \text{Fe} \)), nous devons calculer le nombre de moles de fer.
La masse molaire du fer est de 55,85 g/mol.
Le nombre de moles de fer nécessaire est :
\( n_{\text{Fe}} = \frac{\text{masse}}{\text{masse molaire}} = \frac{100 \, \text{g}}{55,85 \, \text{g/mol}} = 1,79 \, \text{mol} \)
| Molécule | \( \text{Fe} \) | + | \( \text{O}_2 \) | \( \rightarrow \) | \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \) |
|---|---|---|---|---|---|
| Coefficient | 3 | + | 1 | \( \rightarrow \) | 1 |
| Nombre de moles | 1,79 mol | - | - | - | - |
Étape 4 : Masse molaire des molécules
Nous devons maintenant trouver les masses molaires des autres substances :
- Masse molaire de \( \text{Fe} \) : 55,85 g/mol
- Masse molaire de \( \text{O}_2 \) : 32,00 g/mol
- Masse molaire de \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \) : 159,7 g/mol
| Molécule | \( \text{Fe} \) | + | \( \text{O}_2 \) | \( \rightarrow \) | \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \) |
|---|---|---|---|---|---|
| Coefficient | 3 | + | 1 | \( \rightarrow \) | 1 |
| Masse molaire (g/mol) | 55,85 | - | 32,00 | - | 159,7 |
Étape 5 : Calcul du nombre de grammes d'oxyde de fer (Fe2O3)
Nous utilisons le rapport entre les moles de fer et d'oxyde de fer pour calculer la masse d'oxyde de fer nécessaire :
Le rapport des moles est de \( \frac{3}{1} \), donc pour 1,79 mol de fer, le nombre de moles d'oxyde de fer est :
\( n_{\text{Fe}_2\text{O}_3} = \frac{1}{3} \times 1,79 = 0,597 \, \text{mol} \)
Ensuite, nous calculons la masse d'oxyde de fer :
Masse de \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \) = \( 0,597 \, \text{mol} \times 159,7 \, \text{g/mol} = 95,3 \, \text{g} \)
| Molécule | \( \text{Fe} \) | + | \( \text{O}_2 \) | \( \rightarrow \) | \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \) |
|---|---|---|---|---|---|
| Coefficient | 3 | + | 1 | \( \rightarrow \) | 1 |
| Nombre de moles | 1,79 mol | - | - | - | 0,597 mol |
| Masse molaire (g/mol) | 55,85 | - | 32,00 | - | 159,7 |
| Masse (g) | 100 | - | - | - | 95,3 |