Détermination du volume molaire

L’objectif de cette séance est de déterminer la valeur du volume molaire des gaz, sous la pression atmosphérique et à la température de la pièce.

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Volume molaire

Le volume molaire $V_m$ est le volume occupé par une mole de n’importe quel gaz.
Sa valeur dépend de la pression au sein de ce gaz et de la température ; si ces dernières sont modifiées, le volume molaire l’est aussi.
L’unité légale du volume molaire est $\pu{m3.mol-1}$, son unité pratique est $\pu{L.mol-1}$.

Exemples de valeurs
  • À la pression atmosphérique, $P_{atm} = \pu{1013 hPa}$ et à la température de $\pu{20 °C}$, $V_m = \pu{24,0 L}$.
  • À la pression atmosphérique, $P_{atm} = \pu{1013 hPa}$ et à la température de $\pu{25 °C}$, $V_m = \pu{24,5 L}$.

Relation entre la quantité de matière d’un gaz et son volume molaire

Si on note $n$ la quantité de matière du gaz et $V$ le volume qu’il occupe, $$n = \dfrac{V}{V_m}$$

Comment récupérer un gaz formé lors d’une transformation chimique ?

Séance

Produits mis à disposition

  • Acide chlorhydrique ($\ce{H+ (aq) + Cl- (aq)}$) de concentration $C = \pu{0,50 mol.L-1}$.
    On en utilisera $\pu{10 mL}$.

  • Ruban de magnésium $\ce{Mg (s)}$ de masse $m$.
    On en utilisera entre $\pu{0,020 g}$ et $\pu{0,050 g}$ (à peser).

  • Couples oxydant/réducteur :

    • $\ce{Mg^{2+} (aq) / Mg(s)}$
    • $\ce{H+ (aq) /H2 (g)}$

Travail à réaliser

  1. À partir des informations fournies, rédiger et mettre en œuvre un protocole permettant de déterminer la valeur du volume molaire des gaz dans les conditions expérimentales.

  2. Mettre en commun les résultats de tous les groupes et déterminer la valeur mesurée.