Chimie du solide

Correction

a) le rapport molaire O/Si
Dans 100 moles du mélange d'oxydes du verre de composition: SiO₂+Na₂O+CaO il y a:

(100X10)/100=10 moles de Na₂O
Soit 20 moles de Na et 10 moles de O.
(100x5)/100=5 moles de CaO
Soit 5 moles de Ca et 5 moles de O.
100x(100-10-5)/100=85 moles de Sio₂
Soit 85 moles de Si et 170 moles de O

Nombre total de moles d'O : 10+5+170 = 185
Nombre total de moles de Si :85
Donc le rapport O/Si est égal à 185/85 = 2,18

b) la composition massique de ce verre

D'après l'énoncée, la composition molaire du verre, pour 100 moles de mélange est égales à :
SiO₂: 85 moles
Na₂O: 10 moles
CaO: 5 moles
Donc en masse nous avons:
85x(28+2x16)=5100g de SiO₂
10x(2x23+16)=620g de Na₂O
5x(40+16)=280g de CaO
Soit un total de : 5100 + 620 + 280 = 6000g
D'où la composition en % massique:
SiO₂: 5100/6000x100= 85,0%
Na₂O: 620/6000x100= 10,3%
CaO: 280/6000x100= 4,7%

c) quelle remarque peut-on faire sur cette composition massique.
On observe que la composition en % massique est très proche de la composition en % molaire. Ceci est dû au fait que les masse molaires des trois oxydes sont très voisines: SiO₂: 60 g/mol
Na₂O: 62 g/mol
CaO: 56 g/mol

Soit X la masse d'oxyde de baryrum (BaO)ajouté à 1000g de silice (SiO₂).
Mb la masse molaire de l'oxyde de baryum et Ms la masse molaire de la silice.
Exprimons le rapport molaire O/Si en fonction de X:
nombre de moles d'O = X/Mb+2x1000/Ms
nombre de moles de Si = 1000/ Ms
$\frac{O}{Si} = \frac{\frac{X}{M_{b}} + 2 x \frac{1000}{M_{s}}}{\frac{1000}{M_{s}}}$
Soit:
$\frac{O}{S i} = \frac{X x M_{s}}{\frac{1000}{M_{b}}} + 2$

Avec:
O/Si = 2,5
Mb= 153
Ms=60
Nous obtenons:
X= (1000x153/60) x (2,5-2)
X= 1275g