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Combustion annuelle des hydrocarbures

Posté par
Brower
31-10-07 à 02:00

Salut à tous,
J'ai un DM et je suis bloqué car je n'arrive pas à trouver la quantité de matières du méthane et du pétrole.

On brûle 2.0 x 10^9 tonnes de gaaz naturel CH4 et 3.7 x 10^9 tonnes de pétrole ( C10H22).
1)Ecrire l'équation de la combustion du méthane et construire son tableau d'avancement.

2)Quelle est la masse de CO2 produite par la combustion du gaz naturel.

3)idem mais pour le pétrole. ( équation + tableau d'avancement)

4) Quelle est la masse de CO2 produite par la combustion du pétrole.

5) Quelle est la masse globale de Co2 produite par la combustion de ces produits fossiles.


Voilà, je ne sais pas quoi mettre à l'état initial pour les quantités de matières. Et pour les autres questions une petite aide ne serait pas de refus^^.
Merci d'avance.

Posté par
Groy
re : Combustion annuelle des hydrocarbures 31-10-07 à 07:47

Bonjour.

Pour trouvé la quantité de matière initiale :
La formule du méthane : CH4
Masse de méthane brûlé : 2,0 x 109t
Rapporte la masse en gramme soit 2,0 x 109 x 106 x 103g = 2,0 x 1018g
Ensuite calcule la masse molaire du méthane, c'est a dire :
soit noté :
- M[C] : la masse molaire du carbone M[C] = 12g.mol-1
- M[H] : idem pour l'hydrogène M[H] = 1g.mo-1
- M[CH4] : idem pour le méthane
M[CH4] = M[C] + 4M[H] = 12 + 4 x 1 = 16g.mol-1

la formule de la quantité de matière :
n = \frac{m}{M}
avec n : la quantité de matière
m : la masse en gramme
M : la masse molaire (g.mol-1)

Donc n_{CH_4} = \frac{m_{CH_4}}{M[CH_4]}
n_{CH_4} = \frac{2,0.10^{18}}{16}
n_{CH_4} = 1,3.10^{17}mol

Et tu peux faire de même pour le pétrole

Groy

Posté par
Brower
re : Combustion annuelle des hydrocarbures 31-10-07 à 23:54

ok merci, mais j'aimerais savoir quelque chose: Il faut bien que je calcule la quantité de matière de l'oxygène car j'ai trouvé l'équation de la récation et c'est: CH4 + 2O2 => CO2 + 2H20.
Et je ne sais pas comment faire pour la calculer.

C'est pour mon tableau d'avancement.

Posté par
Groy
re : Combustion annuelle des hydrocarbures 01-11-07 à 00:22


Oui, l'équation de la réaction est : CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O

Il faut deux fois plus de dioxygène pour qu'une moléculé de méthane réagit

Si tu as compris a toi jouer

Groy

Posté par
Brower
re : Combustion annuelle des hydrocarbures 01-11-07 à 00:43

Je pense avoir compris: je dois multiplié par 2 la quantité de matières de méthane c'est-à-dire : 1.3 x 10^17 x 2 = n02 ?
Ensuite on me demande la masse de CO2 produit : dois-je calculer la masse molaire du CO2 puis faire:
m = n x M ?
En prenant n, la quantité de matière à l'état final de la combustion.
J'ai une autre question, quand tu as convertit les tonnes en grammes, 1 tonne = 10^6 kg?

Posté par
Brower
re : Combustion annuelle des hydrocarbures 01-11-07 à 01:04

Désolé j'ai une autre question: pour la combustion du pétrole C10H22, l'équation est la même mais pour l'équilibrer j'arrive pas:
C10H22 + O2 => CO2 + H20.
Maintenant j'arrive pas à l'équilibrer.

Posté par
Groy
re : Combustion annuelle des hydrocarbures 01-11-07 à 02:22

Exacte, j'ai fait une erreur dans la conversion d'unité de tonne en gramme.

Alors reprenant,
m = 2,0 x 109t = 2,0 x 109 x 104 x 103g
m = 2,0 x 1016g

n_{i(CH_4)} = 1,3 x 1015 mol

Alors il faut 2 x n_{i(CH_4)} pour la quantité de matière du dioxygène, d'ou n_{i(O_2)} = 1,3 x 1015 x 2 = 2,6 x 1015mol

Pour trouver la masse du dioxide de carbone produire, il faut trouver la quantité de dioxide de carbone produit par la réaction.
Or l'équation de la réaction est : CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O

Si tu décompose ton équation, pour les réactifs, il faut une molécule de méthane (CH4 pour deux molécules de dioxygène (O2); pour les produits, il y a production d'une molécule de dioxide de carbone et deux molécules d'eau.

Donc n_{i(CH_4)} = \frac{n_{i(O_2)}}{2} = n_{f(CO_2)} = \frac{n_{f(H_2O)}}{2}
D'ou n_{i(O_2)} = 2n_{i(CH_4)} = 2,6 x 1015mol
n_{f(CO_2)} = n_{i(CH_4)} = 1,3 x 1015mol
n_{i(H_2O)} = 2n_{i(CH_4)} = 2,6 x 1015 mol

Ensuite tu cherches la masse : n = m/M
M[CO2] = M[C] + 2M[O] = 12 + 2x16 = 44g.mol-1
m_{CO_2(forme)} = n_{f(CO_2)} . M[CO_2] = 1,3.10^{15} . 44 = 5,7.10^{16}g = 5,7.10^9t

Groy

Combustion annuelle des hydrocarbures

Posté par
Groy
re : Combustion annuelle des hydrocarbures 01-11-07 à 02:36

Fait étape par étape, certe sa va être lent, mais au final c'est juste

C10H22 + O2 CO2 + H2O

Equilibre d'abord les atomes de carbone et d'hydrogène des 2 cotés

C10H22 + O2 10CO2 + 11H2O

Alors a gauche tu as : 10 atomes de carbone, 22 atomes d'hydrogène et 2 atomes d'hydrogène.
Et a droite : 10 atomes de carbone, 22 atomes d'hydrogène et 31 atomes d'oxygène.
Donc il aussi 31 atomes d'oxygènes mais on peux pas mettre 15,5O2.
Seul solution, multiplie par 2 le nombre de molécule d'eau.

C10H22 + O2 10CO2 + 22H2O

Pour qu'il est plus 31 atomes d'oxygène a gauche mais un nombre d'atome d'oxygène paire et donc équilibré les autres atomes

2C10H22 + 31O2 20CO2 + 22H2O

Groy

Posté par
Brower
re : Combustion annuelle des hydrocarbures 01-11-07 à 03:02

Ok merci, j'ai comparé avec ce que j'ai trouvé et c'est pareil ! Mais pour le pétrole est-ce que à un moment je dois multiplier quelque chose par deux comme il y a 2C10H22 ?

Posté par
Groy
re : Combustion annuelle des hydrocarbures 01-11-07 à 03:07

Oui, car avec 11H2O il y a 21 atomes d'oxygène et donc il faut avoir le même nombre d'atome d'oxygène.
Or 21/2 = 15.5 or on ne peut pas mettre une demie molécule de dioxygène.

C'est pour cela qu'il faut multiplier le nombre de molécule d'eau.
Mais on multipliant les molécules d'eau, tu multiplies le nombre d'atome d'hydrogène et donc il faut doubler l'équation du pétrole, donc tu équilibre les atomes petit a petit

Posté par
Brower
re : Combustion annuelle des hydrocarbures 01-11-07 à 03:19

Franchement MERCI. Je viens de finir l'exercice et c'est surtout grâce à toi! Donc encore merci.

Posté par
Groy
re : Combustion annuelle des hydrocarbures 01-11-07 à 03:20

Pas problème

Groy ^^

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