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combustion d'un alcool

Posté par
popop23
29-04-15 à 11:12

Bonjour,  
j'aurai besoin de votre aide pour un DM de chimie, l'énoncé est:

la combustion complète, dans un excès de dioxygene, d'un alcool inconnu repondant a la formule cnH2n+2O s'accompagne de la formation d'un volume de dioxyde de carbone V(CO2)=10.38L et d'une masse d'eau m(H2O)=9.73g

J'ai trouvé comme equation : 3n/2 O2 +CnH2n+2O -> nCO2 +(n+1)H2O

Ensuite j ai trouvé n(H2O)f= 0.54 mol et n(CO2)f =0.43 mol et compléter le tableau d'avancement :

equation : CnH2n+2O +3n/2 O2 -> nCO2 + (n+1)H2O
          
           n0         exces      0         0
            
           n0-xmax    exces      nxmax    (n+1)xmax

ensuite il faut deduire l'expression du rapport n(H2o)f/n(Co2)f en fonction de n et montrer que n= n(CO2)f/n(H2O)f-n(CO2)f. c'est à cette derniere question que je bloque... merci d'avance pour votre aide

Posté par
popop23
re : combustion d'un alcool 02-05-15 à 15:01

Est-ce que quelqu'un pourrait m'aider s'il vous plait... Merci

Posté par
coriolan
re : combustion d'un alcool 02-05-15 à 18:24

bonjour,
ma réponse  vient peut-être un peut tard.
Dans cet exercice ,la lettre n désigne à la fois le nombre d'atomes de C et une qté de matière.Cela prête à confusion.
On peut utiliser y comme nombre d'atomes de C
l'équation devient
C_yH_{2y+2}O  + 3y/2  O_2  =  y CO_2 +(y+1) H_2O
Les qtés de matières de CO2 et H2O sont liées par la relation
n(CO2)/y  =n(H2O)/ (y+1)
en développant et en isolant y ,on trouve y =n(H2O)/[n(H2O)-n(CO2)]

Posté par
popop23
re : combustion d'un alcool 05-05-15 à 17:17

bonjour,

merci de m'avoir répondu mais je ne comprend pas comment vous développez n(CO2)/y = n(H2O)/(y+1) ? Sinon je crois avoir compris le raisonnement

Posté par
coriolan
re : combustion d'un alcool 06-05-15 à 09:40

n(CO2)/y = n(H2O)/(y+1)
n(CO2)*(y+1)= n(H2O)*y
n(CO2)*y +n(CO2)= n(H2O)*y
     n(CO2)= (n(H2O)-n(CO2))*y
       y=  n(CO2)/(n(H2O)-n(CO2))

Posté par
J-P
re : combustion d'un alcool 06-05-15 à 10:33

(3n/2) O2 + CnH2n+2O -> n CO2 +(n+1) H2O

A . (3n/2) O2 + A . CnH2n+2O -> A . n CO2 + A . (n+1) H2O

M(H2O) = 2 + 16 = 18 g/mol
9,73 g de H2O --> n(H2O) = 9,73/18 = 0,54 mol

Et donc : A.(n+1) = 0,54
-----

PV = nRT
101300 * 10,38.10^-3 = n * 8,3144 * 273 (dans CNTP ... ce qui aurait du être mentionné dans l'énoncé)
n(CO2) = 0,463 mol

Et donc A.n = 0,463
---
A.(n+1) = 0,54
A.n = 0,463

--> 0,462 + A = 0,54
A = 0,07676
n = 0,46/0,07678 = 6

L'alcool est du C6H14O
-----

On devrait évidemment trouver la même chose par le formule donnée par coriolan :

y=  n(CO2)/(n(H2O)-n(CO2)) = 0,463/(0,54 - 0,463) = 6,0... (donc 6)
-----

L'énoncé est cependant bancal, si on ne précise pas les conditions de température et de pression ... ou le volume molaire si on veut faciliter la tâche.

popop23 a du utiliser le "retenu par coeur" V molaire = 24,1 L/mol ... qui ne correpond pas aux CNTP.

Il a alors trouvé n(CO2) = 10,38/24,1 = 0,43 mol

Mais avec cette valeur on arriverait à y=  n(CO2)/(n(H2O)-n(CO2)) = 0,43/(0,54 - 0,43) = 3,9 ... qui pousserait à dire que y = 4

Cela montre l'extrème importante de donner le volume molaire à utiliser ou les conditions de température et de pression.

Sans cela, on trouve quasi n'importe quoi.

Posté par
coriolan
re : combustion d'un alcool 06-05-15 à 11:01

Bonjour JP
Je ne me suis pas occupé des valeurs de qtés de matière calculées par popop23,car ce n'était pas sur ce point qu'il butait.
Néanmoins ,ta remarque est tout à fait justifiée et il faudrait qu'il vérifie si l'énoncé lui impose un volume molaire (ou lui permet de le calculer) .
C'est en effet indispensable.

Posté par
coriolan
re : combustion d'un alcool 06-05-15 à 11:08

J'ajoute ,que tu as sans doute raison de choisir les CNTP,car ,compte tenu des valeurs assez précises des volumes et masses ,on peut penser que celui qui a construit l'exercice a choisi ces nombres pour trouver une valeur entière de n.
n=6  est plus vraisemblable que n=3,9 arrondi à 4.

Posté par
popop23
re : combustion d'un alcool 06-05-15 à 11:48

Bonjour, merci de vos réponses,

en effet mon professeur donne la valeur molaire des gaz dans les COTP Vm=24.0 L.mol-1
j'ai donc trouvé n=4 donc C4H10O

A la question suivante, il me demande de déduire la valeur de n0, quantité initiale d'alcool en sachant que l'alcool est le limitant et de calculer son volume.

j'ai donc fait nxmax=0.43 mol
               4 xmax=0.43 donc xmax= 0.108 mol    donc n0-xmax =0
                                                           n0 = 0.108 mol
et ensuite V=n*Vm  
             0.108*24.0 = 2.6 L
mais il donne dans l énoncé la valeur de la masse volumique de l'alcool recherché donc mon raisonnement ne doit pas etre juste...  merci

Posté par
J-P
re : combustion d'un alcool 06-05-15 à 14:53

Pour l'alcool (qui n'est pas gazeux) tu ne peux évidemment pas calculer par V = n*Vm avec Vm celui des gaz dans les conditions de l'énoncé.

....
-----

Attention, avec Vm = 24 L/mol ... on arrive à n = 4

Donc alcool : C4H10O

n = 4 et A = 0,54/5 = 0,108

0,648 O2 + 0,108 C4H10O -> 0,432 CO2 + 0,54 H2O

Quantité de matière de C4H10O : 0,108 mol

m(C4H10O) = 0,108 * (4*12 + 10*1 + 16) = 8 g
-----


A l'avenir, tache de donner des énoncés complets.

Cela permettra de répondre adéquatement.
-----
Sauf distraction.  

Posté par
popop23
re : combustion d'un alcool 06-05-15 à 15:22

Ok, super je crois avoir compris. Merci de m'avoir répondu et désolée de ne pas vous avoir facilité la tache...



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