Déterminer le réactif limitant - Exercice 1

On introduit dans trois béchers la même quantité de matière de sulfate de cuivre \(\mathrm{(Cu^{2+}(aq);SO_4^{2-}(aq))}\) et une quantité de matière variable d'hydroxyde de sodium \(\mathrm{(Na^+(aq) ; OH^-(aq))}\). On observe alors, dans les trois béchers, la formation d'un précipité bleu d'hydroxyde de sodium \(\mathrm{Cu(OH)_2(s)}\).

On modélise ces trois transformations par une réaction d'équation : \(\text{Cu}^{2+}\text {(aq)}+2\ \text{OH}^-\text {(aq)}\rightarrow \text{Cu(OH)}_2\text {(s)}\).

Le tableau ci-dessous présente les quantités de matière initiales de chaque réactif pour chacune des situations.

                           \(\begin{array}{|c|c|} \hline \textbf{}& \mathbf{Cu^{2+}} & \mathbf{OH^-}\\\hline \textbf{Bécher 1} &{n_1=2,5\times10^{-3}\ \mathrm{mol}} & {n_2=2,0\times10^{-3}\ \mathrm{mol}}\\ \hline \textbf{Bécher 2}&{n_1=2,5\times10^{-3}\ \mathrm{mol}}& {n_2=5,0\times10^{-3}\ \mathrm{mol}}\\ \hline \textbf{Bécher 3}&{n_1=2,5\times10^{-3}\ \mathrm{mol}}& {n_2=8,0\times10^{-3}\ \mathrm{mol}}\\ \hline \end{array}\)

Les images ci-dessous mettent en évidence l'état final du système pour chacun des béchers, ainsi que les résultats obtenus après filtration des trois béchers.

Questions

1. Identifier par le calcul, à l'aide du tableau, le réactif limitant dans les trois situations. 

2. Interpréter alors les observations expérimentales (photos).