Comment calculer le volume de solution d'acide citrique à 30% nécessaire pour neutraliser 1 litre de solution d'hydroxyde de sodium à 30% ?
1 réponse
La réaction chimique simplifiée peut être représentée comme suit :
C6H8O7 + 3NaOH → Na3C6H5O7 + 3H2O
Pour chaque molécule d'acide citrique, trois molécules d'hydroxyde de sodium sont nécessaires pour la neutralisation complète. La stœchiométrie de la réaction indique que le rapport molaire est de 1:3.
Étapes de calcul :
1. Calculer la quantité en moles de NaOH dans 1 litre de solution à 30% :
Le pourcentage massique (w/v) est le rapport de la masse de soluté (NaOH) au volume de solution. Pour une solution à 30%, il y a 300 grammes de NaOH dans 1 litre de solution.
Masse molaire de NaOH = 22,99 (Na) + 15,999 (O) + 1,008 (H) = 39,997 g/mol
Moles de NaOH = masse (g) / masse molaire (g/mol)
Moles de NaOH = 300 g / 39,997 g/mol
Moles de NaOH = 7,500 moles (arrondi à trois chiffres significatifs)
2. Calculer la quantité en moles d'acide citrique nécessaire :
Comme le rapport molaire de l'acide citrique à NaOH est de 1:3, nous divisons les moles de NaOH par 3 pour obtenir les moles d'acide citrique nécessaires.
Moles d'acide citrique nécessaires = Moles de NaOH / 3
Moles d'acide citrique nécessaires = 7,500 moles / 3
Moles d'acide citrique nécessaires = 2,500 moles
3. Calculer le volume de solution d'acide citrique à 30% nécessaire :
Nous devons d'abord trouver la masse d'acide citrique nécessaire en utilisant sa masse molaire.
Masse molaire de l'acide citrique (C6H8O7) = 12,011*6 + 1,008*8 + 15,999*7 ≈ 192,124 g/mol
Masse d'acide citrique nécessaire = Moles d'acide citrique * Masse molaire
Masse d'acide citrique nécessaire = 2,500 moles * 192,124 g/mol
Masse d'acide citrique nécessaire = 480,31 g
Ensuite, nous trouvons le volume de la solution à 30% nécessaire pour obtenir cette masse.
Pour une solution à 30% en masse/volume, cela signifie que pour 100 mL de solution, il y a 30 g d'acide citrique.
Volume de la solution d'acide citrique = Masse d'acide citrique nécessaire / (30% * Densité de la solution d'acide citrique)
Si nous supposons que la densité de la solution d'acide citrique est proche de celle de l'eau (1 g/mL), le calcul serait :
Volume de la solution d'acide citrique = 480,31 g / (0,30 * 1 g/mL)
Volume de la solution d'acide citrique = 1601,03 mL ou 1,601 L
Ainsi, il faudrait environ 1,601 litres de solution d'acide citrique à 30% pour neutraliser 1 litre de solution de NaOH à 30%.
Notez que ce calcul suppose que l'acide citrique est totalement dissocié et que la densité de la solution d'acide citrique à 30% est équivalente à celle de l'eau, ce qui n'est peut-être pas exact dans la pratique. Ajustements et mesures expérimentales pourraient être nécessaires pour une précision accrue.
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