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teneur en alu d'un minerai et masse minimale à récupérer

Posté par
Aurelie330
15-12-08 à 18:14

bonjour

j'ai 2 pb:
1) enoncé: à partir d'une masse m1= 1,00g de minerai on a obtenu 0,70 g d'alumine. Donner la teneur (pourcentage en masse) en aluminium de l'échantillon de minerai utilisé. M(Al2O3) = 102g/mol et M(Al)=27 g/mol

comment on peut trouver la masse d'aluminium par rapport à celle d'alumine???

et problème 2:
Je vous rassure seul la dernière question m'énerve parce que je trouve pas et que ça fait deux soirs que je passe dessus!
l'énoncé: par action d'une solution d'acide sulfurique à 0,2 mol/L, un minerai de cuivre finement vroyé fournit une solution contenant les ions cuivre (II) à 3,20 g/L et fer (III) à 0,92 g/L.
On considère un volume V=200L de cette solution; on lui ajoute une masse m de fer en petites plaques et on agite le mélange jusqu'à ce qui'il n'évolue plus, le cuivre se détachant des plaques de fer au fur et à mesure de sa formation. Un ajout de quelques gouttes de solution de thiocyanate de potassium, K+ +SCN- est sans effet.

a) pk utilise-ton du minerai finement broyé?
c bon je c

b) les 2 ions présents ds la solution diluée d'acide sulfurique c SO4 2- et H+

c) sachant que le minerai contient de l'oxyde de cuivre II CuO et de l'oxyde de fer (III) Fe2O3, écrire les 2 équations des réactions de l'acide sulfurique avec c deux oxydes
c fait

d) interpréter les faits observé
en gros c que le fe3 a disparu pour laisser place au ions fe2
et que les ions cu2+ se sont transformé en cuivre

e) ecrire les equations des réactions qui se déroulent en présence des plaques de fer:
Fe3+ + e- donne Fe2+
et Cu2+ + 2e- donne Cu

et voici la question probleme:
en admettant que les deux réactions précédentes envisagées se déroulent simultanément, et en négligeant une éventuelle réaction des ions oxonium avec le métal fer, déterminer la masse minimale de plaques de fer qu'il est nécessaire d'utiliser pour être sûr de récupérer tout le métal cuivre.

comment faire??

Merci d'avance pour toute réponse parce que le message est long
merciii

Posté par
TheMoustic
re : teneur en alu d'un minerai et masse minimale à récupérer 15-12-08 à 19:39

l'allumine c'est: Al2O3 et l'alluminium: Al

Pour 1 mole de Al2O3, on a 2 moles de Al.

Or, tu as 0,70 g de Al2O3 et tu connais sa masse molaire..

Sinon, tu as:

Une plaque de fer sur laquelle se forme du Cu.

Donc tu as:

1X Cu2+ + 2e- = Cu

2X Fe = Fe2+ + e-
------------------------------------------
2Fe + Cu2+ ------> 2Fe2+ + Cu

Tu vois que pour 1 mole de Cuivre formée, il faut avoir mis 2 moles de Fe.

Or: n = m / M

Tu connais la masse de Cu à récupérer, donc son nombre de moles, donc le nombre de moles de Fe nécessaire donc la masse de Fe nécessaire.. ^^

Posté par
Aurelie330
re 15-12-08 à 19:44

merciiii beaucouppp TheMoustic
je vais revoir tout cela de plus près
merciiiiii vraimennttt
je vais enfin pouvoir terminer ces deux exos!!
bonne soirée

Posté par
Aurelie330
re 15-12-08 à 20:40

j'ai trouvé qu'il fallait avoir mis 71,4 kg.
ça a l'air bon?

Posté par
coriolan
re : teneur en alu d'un minerai et masse minimale à récupérer 15-12-08 à 20:47

m(alumine)=0.70m(minerai)
dans 1mol d'alumine (M=102g)il y a 54g d'aluminium soit (54*100)/102=53% d'aluminium
m (Al)= 053.m(Alunine)
m(Al)=0.53*07.m(minerai)
m(Al)=0.38m .(minerai) soit 38%

Il y a 3 couples redox qui interviennent
Fe3+/Fe2+
Cu2+/Cu
Fe2+/Fe
l'oxydant le plus fort est Fe3+  et le réducteur le plus fort est Fe
Les espèces mises initialement  en présence sont
Fe3+,Cu2+,Fe
les réactions possibles peuvent se produire entre les couples

Fe3+/Fe2+
Fe2+/Fe

et
Cu2+/Cu
Fe2+/Fe

(tant qu-il y a du fer ,celui-ci réduit plus facilement Fe3+ que ne peut le faire le cuivre formé)

on peut donc écrire deux équations de réaction
ensuite on calcule la qté de matière de Fe (puis la masse)qui permet de réduire Fe3+  d'une part et Cu2+ d'autre part

Posté par
coriolan
re : teneur en alu d'un minerai et masse minimale à récupérer 15-12-08 à 20:50

je viens de découvrir ton résultat.
c'est à priori absurde

Posté par
Aurelie330
re 15-12-08 à 20:56

merci
mais pour aujourd'hui j'en ai marre
c triste à dire mais là j'abandonne je capitule!
merci de ton aide
je regarderai surement encore demain
bonne soirée

Posté par
coriolan
re : teneur en alu d'un minerai et masse minimale à récupérer 15-12-08 à 20:59

c'est vrai qu'il faut parfois laisser reposer les choses.

Posté par
122155
re : teneur en alu d'un minerai et masse minimale à récupérer 15-12-08 à 21:42

salut:
or à partir d'une masse m1= 1,00g de minerai on a obtenu 0,70 g d'alumine.
donc la teneur (pourcentage en masse) en aluminium de l'échantillon de minerai utilisé est:
t=\frac{masse. de .l'Aluminium}{masse. de. minerai}

or :
M(Al2O3) = 102g/mol et M(Al)=27 g/mol

  donc dans 102g de Al2O3  ----> il y'a 54g de Al.
  alors dans 0,7g de   Al2O3 ---> il y'aura x g d 'Al.

=> x=\frac{0,7g.54g}{102g}= 0,37g


donc:
t=\frac{0,37g}{1g}=0,37=37%

Posté par
TheMoustic
re : teneur en alu d'un minerai et masse minimale à récupérer 16-12-08 à 17:14

On dit que l'on ajoute du Fe et que du Cu se forme dessus et on demande qu'elle doit être la masse de Fe à ajouter pour réduire tout le Cu... Donc je pense que seuls ces équations sont à prendre en compte:

1X Cu2+ + 2e- = Cu

1X Fe = Fe2+ + 2e-
-------------------------------------------------
Fe + Cu2+ ------> Fe2+ + Cu


Tu sais d'après cette équation que:

n(Cu) = n(Fe)

Tu as comme données:

Cm(Cu) = 3,20 g.L-1 et V = 0,200 L (Et pas 200 L !!)

Or: n = m / M & Cm = m / V

=> n(Cu) = m(Cu) / M(Cu)

=> Cm(Cu) = m(Cu) / V  => m(Cu) =  Cm(Cu) * V


=> n(Cu) = Cm(Cu) * V / M(Cu)


Rappel: n(Cu) = n(Fe)

=> n(Fe) = Cm(Cu) * V / M(Cu) & n(Fe) = m(Fe) / M(Fe)

=> m(Fe) / M(Fe) = Cm(Cu) * V / M(Cu)


=> m(Fe) = Cm(Cu) * V * M(Fe) / M(Cu)

m(Fe) = 3,20 * 0,200 * 55,8 / 63,5 = 0,562 g

Posté par
coriolan
re : teneur en alu d'un minerai et masse minimale à récupérer 16-12-08 à 18:52

il y a aussi des ions Fe3+ dans le mélange.
Les ions Fe3+sont encore plus oxydants que les ions Cu2+
Il y a donc réduction des ions Fe3+ par le fer  ,avant la réduction des ions Cu2+ par le fer.
sinon,comment expliques tu la disparition des ions Fe3+?(le test au thiocyanate de K est négatif)

Posté par
Aurelie330
re 16-12-08 à 19:44

mci pour tt vos réponses
mais je confirme, c 200L le volume considéré pas 0,200L
est-ce que vous croyez que ça expliquerait le résultat que j'ai trouvé?!
ds mon tp j'ai considéré la meme équation que toi themoustic
j'ai fait mon tableau d'avancement et j'ai dit que pour avoir un max de cuivre formé, il fallait que tt le Cu2+ ait réagi dc que cela soit lui le réactif limitant
et apres j'ai donc écrit que concentration en cu2+ fois le volume =xf
et donc que xf=640mol
et comme ds mon tableau d'avancement on voit que
n cuivre =xf, n(cuivre) =640 mol
apres g dit que pour 1 mole de cuivre formé on doit fournir 2 moles de fer
donc pour 640 mols de cuivre on doit fournir 1280 mol de fe
et j'en ai déduis la masse de fer et c là que j'ai trouvé 71,4 kg
voilà
est-ce que vous voyez là ou mon raisonnement est faux??
merci

Posté par
coriolan
re : teneur en alu d'un minerai et masse minimale à récupérer 16-12-08 à 19:51

Désolé,j'avais cru lire 200mL!
Il faut que je reprenne l'exercice (plus tard)

Posté par
Aurelie330
re 16-12-08 à 20:12

ok pas de souci
c vrai que 200 L ça fait bizarre! mais j'ai bien relu plusieurs fois c ça! c pas quelque chose qu'on pourrait faire au lycée là ^^
@+

Posté par
TheMoustic
re : teneur en alu d'un minerai et masse minimale à récupérer 16-12-08 à 20:13

Attention !!

200 mL = 0,200 L !!

Ce n'est pas 200 L pour ton exos, je crois pas qu'on te pose un problème de l'ordre industriel.. ^^'

Sinon ui en effet, les ions Fe3+ sont plus oxydants que les Cu2+ autant pour moi

Donc faut maintenant calculer la masse de Fe nécessaire à la réduction des Fe3+, et la masse totale de Fe sera dons la somme des 2 masses trouvées

Posté par
Aurelie330
re 16-12-08 à 20:21

au risque de te contredire, ds mon exo c bel et bien écrit "on considère un volume V=200L"
c'est en spécialité chimie donc peut etre que c justement pour nous montrer un peu les résultats que ça donne à l'échelle industrielle... non?

Posté par
coriolan
re : teneur en alu d'un minerai et masse minimale à récupérer 16-12-08 à 20:47

les concentrations sont données en g/l et non mol/L
[

Posté par
TheMoustic
re : teneur en alu d'un minerai et masse minimale à récupérer 17-12-08 à 06:53

C'est étonnant, mais si tu es sûr alors soit ^^

Dans ce cas, m1(Fe) = 562 g

Posté par
coriolan
re : teneur en alu d'un minerai et masse minimale à récupérer 17-12-08 à 11:10

d'accord pour 562g,mais il faut rajouter la masse de fer nécessaire à la réduction de Fe3+

Posté par
TheMoustic
re : teneur en alu d'un minerai et masse minimale à récupérer 17-12-08 à 16:05

Oui en effet, ce sera m2.

La masse de Fer, c'est-à-dire la réponse à la question sera donc:

m(Fe) = m1 + m2

Posté par
Aurelie330
re 18-12-08 à 19:56

comment on converti des g/L en mol/L svp?

Posté par
coriolan
re : teneur en alu d'un minerai et masse minimale à récupérer 18-12-08 à 20:38

soit la concentration massique en g/L
C la concentration molaire en mol/L
M la masse molaire en mol/L
on a la relation
= C.M         (   \frac{g}{L} =  \frac{mol}{L} . \frac{g}{mol}    )

Posté par
TheMoustic
re : teneur en alu d'un minerai et masse minimale à récupérer 18-12-08 à 21:06

ρ, c'est la masse volumique, elle n'est fonction que de la température.

Ce n'est aucun cas la concentration massique ! Attention à la confusion.

La concentration massique se note: Cm

Comment convertir des g/L en mol/L ?

Tu vois dans les 2 cas que du divise par L. Donc ça revient juste à convertir la masse en mole.

n = m / M

Tu as: Cm = m / V => C = ( m / M ) / V = m / ( M * V )

m est en g
M est en g/mol
V en L (litre)

=> Cm = ( g/ (g/mol) ) / L = g / (g/mol * L) = g * mol / (g * L) = mol/L

Posté par
coriolan
re : teneur en alu d'un minerai et masse minimale à récupérer 18-12-08 à 22:05

C'est l'éternel problème des notations!
en chimie ,il est courant de désigner la concentration massique par et la masse volumique par µ.
Malheureusement en physique),il n'est pas rare de désigner la masse volumique par ,si bien qu'il y a de quoi se mélanger les pieds,surtout s'il y a un prof de chimie et de physique ou de biochimie différents ,qui n'utilisent  pas les mêmes symboles .
On retouve ces difficultés entre les profs de physique et de math.

l'essentiel est de préciser ce que représentent les symboles que l'on utilise  ,surtout s'il y a risque de confusion.
Cependant,si la mode actuelle est de désigner la concentration massique par Cm,je m'y plierai sans problème.

Posté par
Aurelie330
re 19-12-08 à 19:45

je vous remercie vraiment pour toute vos réponses
j'essaierai de re regarder tt cela   à tete reposé
aujourd'hui g enlevé mes dents de sagesse et je ne sais pas ds quel état je serai demain donc je verrai bien quand je me remettrai à cet exo
en tout cas merci
c super de savoir qu'on peut etre aidé par des gens qui ne nous connaissent pas

Posté par
coriolan
re : teneur en alu d'un minerai et masse minimale à récupérer 19-12-08 à 20:36

j'espère que tu es passée entre les mains d'un virtuose de façon à ce que les suites de l'extraction ne soit pas trop pénibles et te permettent de passer de bonnes vacances

Posté par
TheMoustic
re : teneur en alu d'un minerai et masse minimale à récupérer 20-12-08 à 12:39

Pour moi µ d'un élément, c'est sa masse atomique ^^

Je sais pas qu'il y avait des divergence sur ces points. Mais tous les profs de chimie que j'ai eu depuis le lycée, ainsi que les manuels, parlent de masse volumique ρ et de concentration massique Cm...

C'est l'IUPAC qui décide ? Si c'est le cas, pas étonnant que ça change souvent sans raison.. ^^'

Posté par
TheMoustic
re : teneur en alu d'un minerai et masse minimale à récupérer 20-12-08 à 12:40

Et bon courage Aurelie330 ! ^^

Posté par
Aurelie330
re 20-12-08 à 20:07

mci
ça va ça fait pas trop trop mal c supportable
et je n'ai pas trop gonflée
c déjà ça...
je pense que je verrai d'ici lundi pour l'exo
sinon bonnes vac' et surtout bon noel



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