Olympiade Internationale de Chimie · Année 2024

Problèmes

Problème 1Le gallium (Ga, $Z=31$ ) est un sous-produit de la production d'aluminium. Le nitrure de gallium est obtenu en chauffant $\ce{Ga2O3}$ avec de l'ammoniac : $\ce{Ga2O3 + 2NH3 -> 2GaN + 3H2O}$ . Calculer la masse de $\ce{Ga2O3}$ nécessaire pour préparer 100 g de GaN. ( $M(\ce{Ga2O3}) = 187.4$ g mol $^{-1}$ , $M(\ce{GaN}) = 83.7$ g mol $^{-1}$ )Solutions: 1
Problème 2Les capteurs résistifs à oxydes métalliques semiconducteurs (SMOX) détectent des traces d'impuretés. L'oxyde mixte X, de structure spinelle normale $\mathrm{A^{2+}B^{3+}_2O^{2-}_4}$ , s'obtient en décomposant à l'air l'oxalate hydraté cristallisé $\ce{ZC2O4*\mathit{k}H2O}$ du métal Z. Chauffé à 140 °C, l'hydrate perd 19,7 % de sa masse ; un chauffage ultérieur à l'air à 500 °C donne 2,407 g de X noir et 3,8 dm $^3$ de $\ce{CO2}$ (à 101325 Pa, 500 °C). (a) Déterminer la formule de X et la valeur de $k$ . (b) Dans le spinelle, les ions $\ce{O^{2-}}$ forment un réseau cubique à faces centrées ; les cations $\mathrm{A^{2+}}$ occupent une partie des sites tétraédriques et les $\mathrm{B^{3+}}$ une partie des sites octaédriques. Calculer le pourcentage de sites tétraédriques occupés dans un spinelle normal $\mathrm{AB_2O_4}$ .Solutions: 1