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Alcanes,alcènes et alcynes

Posté par
Evechimie
01-01-18 à 12:04

Bonjour
J'ai besoin d'aide sur cet exercice ,je ne comprends pas
Merci d'avance
Un mélange gazeux est formé de dihydrogène et de deux hydrocarbures formés du meme nombre d'atome de carbone.L'un est un alcane et l'autre un alcène.La combustion complète de 100 ml de ce mélange donne 210 ml de CO2.La composition du mélange est telle que si l'on chauffe 100 ml légèrement et en présence de nickel réduit,il reste en fin de réaction qu'un seul constituant dont le volume ramené aux conditions initiales est de 70 ml.
1. Trouver la formule brute des hydrocarbures et la composition centésimale du mélange initial.
2. Quel est le volume de O2 que nécéssite la combustion de 100 ml de ce mélange .
3.On cosidère un mélange gazeux formé d'hydrogène,d'un alcène et d'un alcyne formé du meme nombre d'atome de carbone.
Quel doit etre  la composition centésimale volumique de ce mélange pour que la combustion  totale de 100 ml donne 210 ml de CO2 et chauffé légèrement en présence de nickel  réduit 100 ml du mélange se transforme en un constituant unique.Quel es alors le volume de ce gaz unique.

Posté par
picard
re : Alcanes,alcènes et alcynes 01-01-18 à 16:00

Bonjour.

Pas si facile cet exercice !

Voici quelques pistes pour démarrer la première question.

Appelez...
     x le volume de H2
     y le volume d'alcane CnH2n + 2
     z le volume d'alcène CnH2n
(x, y et z en mL)

Comme il y a 4 inconnues x, y, z et n, il faudra donc 4 équations.


1) Que vaut x + y + z ?


2) Ecrivez les équations de combustion complète de l'alcane et de l'alcène (la combustion de H2, ne donne pas de CO2).
Comme...

Citation :
La combustion complète de 100 ml de ce mélange donne 210 ml de CO2
...déduisez une seconde équation liant y, z et n.


3) Ecrivez l'équation de l'hydrogénation de l'alcène.
Comme...
Citation :
il reste en fin de réaction qu'un seul constituant
...que peut-on dire de x et z ? (3°équation)

Puisque...
Citation :
il reste en fin de réaction qu'un seul constituant dont le volume ramené aux conditions initiales est de 70 ml.
...déduisez une 4° équation liant y et z.


Il ne restera plus qu'à résoudre le système !


A vous de jouer.

Posté par
Evechimie
re : Alcanes,alcènes et alcynes 01-01-18 à 18:59

Alors j'ai eu ces équations
_x+y+z=100
_x+y=210/n
_x=z
_y=z
Et donc  x=y=z=70 ml et n=2
Est-ce correct?

Posté par
Evechimie
re : Alcanes,alcènes et alcynes 02-01-18 à 06:42

Une réponse?

Posté par
odbugt1
re : Alcanes,alcènes et alcynes 02-01-18 à 08:39

Bonjour,

En attendant le retour de Picard :

Tu ne peux pas avoir simultanément :
x + y +z = 100 et
x = y = z = 70

Ce que j'en pense après un rapide coup d'œil :
Tes équations :
x + y + z = 100
et x = z sont correctes
les autres sont à revoir.

Posté par
picard
re : Alcanes,alcènes et alcynes 02-01-18 à 14:57

@odbugt1 Merci d'avoir pris le relais et bonne année à toi !

@Evechimie Bonne année à vous également ; revenons à votre exercice...

Citation :
Alors j'ai eu ces équations
_x+y+z=100
_x+y=210/n
_x=z

_y=z
OK pour les 3 premières équations, mais la dernière est à revoir.

L'équation de l'addition de H2 sur l'alcène s'écrit :       CnH2n + H2 CnH2n + 2
A l'issue de cette réaction, le milieu réactionnel n'est plus constitué que de l'alcane CnH2n + 2 ; une partie provient de l'hydrogénation de l'alcène mais l'autre partie, de volume y, était DEJA présente en début de réaction.
La dernière équation s'obtient en écrivant que la somme des deux volumes d'alcane (celui présent au départ + celui formé par hydrogénation de l'alcène) est 70 mL.

A vous pour la suite...

Posté par
odbugt1
re : Alcanes,alcènes et alcynes 02-01-18 à 15:35

Bonne année à vous deux aussi !


@evechimie

Question 3 : Le volume de CO2 formé est il vraiment à nouveau égal à 210 mL ? Ou bien s'agit il d'une faute de frappe ?

Posté par
Evechimie
re : Alcanes,alcènes et alcynes 02-01-18 à 16:13

Bonjour/Bonsoir
Bonne année à vous aussi🎊🎉
Pour la 4e équation j'ai eu
y+Valcane=70ml
Et je ne connais pas,je ne suis pas sûre😳

Pour le volume du CO2 ce n'est pas une faute de frappe c'est ce qui est ecrit sur la fiche

Posté par
picard
re : Alcanes,alcènes et alcynes 02-01-18 à 18:32

Citation :
Pour la 4e équation j'ai eu
y+Valcane=70ml
Et je ne connais pas
Je suppose que ce qui vous manque c'est Valcane formé.
Puisque l'hydrogénation d'une mole d'alcène CnH2n donne une mole d'alcane CnH2n + 2, l'hydrogénation de z mL d'alcène donnera z mL d'alcane et la 4° équation s'écrira : y + z = 70

En résumé, on a donc les 4 équations suivantes :
     x + y + z = 100
     n (y + z) = 210
     x = z
     y + z = 70

A vous de terminer !

Posté par
Evechimie
re : Alcanes,alcènes et alcynes 02-01-18 à 20:21

J'ai eu
x=30;y=40;z=30;n=3
Ce qui fait que V(H2)=30 ml ;V(CnH2n+2)=40 ml V(CnH2n)=30 ml
F.B alcane:C3H8
F.B alcène:C3H6
Est-ce correct?

Posté par
picard
re : Alcanes,alcènes et alcynes 02-01-18 à 20:29

  

En route pour la suite !

Posté par
Evechimie
re : Alcanes,alcènes et alcynes 02-01-18 à 20:41

Alors pour les pourcentages :
_%V(H2)=30
_V(CnH2n+2)=40
_V(CnH2n)=30

Posté par
Evechimie
re : Alcanes,alcènes et alcynes 02-01-18 à 20:42

Alors pour les pourcentages :
_%V(H2)=30
_%V(CnH2n+2)=40
_%V(CnH2n)=30

Posté par
Evechimie
re : Alcanes,alcènes et alcynes 02-01-18 à 20:53

Pour la 2e question:
La combustion de l'alcane donne V1(O2)=180 ml
Celle de l'alcène V2(CO2)=90 ml
Et doncV(O2)=270 ml
Est-ce correct?

Posté par
Evechimie
re : Alcanes,alcènes et alcynes 02-01-18 à 21:44

Oups désolé
C'est V1(O2)=200 ml pour l'alcane et V2(O2)=135 ml pour l'alcène, ce qui fait V(O2)=335 ml

Posté par
odbugt1
re : Alcanes,alcènes et alcynes 02-01-18 à 23:16

Je vais plagier Picard :

  

En route pour la suite !

Posté par
Evechimie
re : Alcanes,alcènes et alcynes 03-01-18 à 08:12

Bonjour
Pour la 3e question ce n'est pas les mêmes pourcentages et volume de produit que la question 1?

Posté par
picard
re : Alcanes,alcènes et alcynes 03-01-18 à 08:55

Citation :
Pour la 3e question ce n'est pas les mêmes pourcentages et volume de produit que la question 1?      
Je n'ai pas fait les calculs, mais comme le mélange évoqué au 3) est différent de celui du 1) (alcène, alcyne, hydrogène), il y a nécessairement des différences.
Par contre, vous pouvez utiliser une méthode de résolution analogue.

Posté par
Evechimie
re : Alcanes,alcènes et alcynes 03-01-18 à 16:05

Ok merci beaucoup pour votre aide😆

Posté par
picard
re : Alcanes,alcènes et alcynes 03-01-18 à 19:00

Pour ma part, je vous en prie !

Au revoir et à une prochaine fois peut-être.

Posté par
Evechimie
re : Alcanes,alcènes et alcynes 09-01-18 à 14:23

Bonjour/Bonjour
J'ai besoin d'aide pour la 3e question
J'ai eu des équations mais je ne suis pas sûre.
Merci d'avance.

Posté par
picard
re : Alcanes,alcènes et alcynes 09-01-18 à 14:41

Citation :
J'ai eu des équations mais je ne suis pas sûre.
Montrez moi ce que vous avez obtenu, je vous dirai ce que j'en pense.

Posté par
Evechimie
re : Alcanes,alcènes et alcynes 09-01-18 à 15:22

Alors j'ai eu
x:Valcène
y:Valcyne
z:Vdihydrogène

_n(x+y)=210
_x+y+z=100
_z=y
Je n'arrive pas à trouver la 4e équation
Est-ce correct?

Posté par
picard
re : Alcanes,alcènes et alcynes 09-01-18 à 19:00

D'accord pour les deux premières équations...
x + y + z = 100
n(x + y) = 210

Par contre, la 3° ne colle pas.
Hydrogénation de l'alcène : CnH2n + H2   CnH2n + 2
x mL d'alcène réagissent avec x mL de dihydrogène

Hydrogénation de l'alcyne : CnH2n-2 + 2 H2   CnH2n + 2
y mL d'alcyne réagissent avec 2 y mL de dihydrogène

Or, en fin de réaction d'hydrogénation, il ne reste QUE l'alcane CnH2n + 2 ; la totalité du dihydrogène a donc été utilisé et on a alors : x + 2 y = z

On a donc, les trois équations suivantes :
x + y + z = 100    (1)
n(x + y) = 210     (2)
x + 2 y = z              (3)

Les données ne permettent pas d'écrire de 4° équation...
Cependant, comme n est un entier (n 2), il reste la possibilité de procéder par essais successifs (en donnant à n les valeurs, 2, puis 3, puis 4 etc...) jusqu'à obtenir un quadruplet de valeurs satisfaisantes !

C'est assez laborieux à moins de disposer d'un tableur.



Les formules à saisir dans le tableur sont les suivantes...

En remplaçant la valeur de z de l'équation (3) dans l'équation (1), on a :
x + y + (x + 2 y) = 100      soit :     2 x + 3 y = 100    (4)
De (2), on tire : (x + y) = 210 / n     soit :      y = (210 / n) - x     (5)

Enfin, en remplaçant la valeur de y de l'équation (5) dans l'équation (4), on a :
2 x + 3 [(210 / n) - x) = 100     soit :      2 x + (630 / n) - 3 x = 100     càd :     -x + (630 / n) = 100
et donc :    x = (630 / n) - 100


Comme je vous l'avais dit dans mon premier message, cet exercice n'est pas facile en particulier cette dernière question qui me paraît d'un niveau très supérieur au niveau d'une 1° S.

Ayant pitié de vous, je vous donne, dans l'image jointe ci dessous, les valeurs obtenues.
Seules les valeurs des cases vertes conviennent, ni x, ni y ni z ne pouvant prendre de valeurs négatives.
Vous remarquerez qu'il y a deux quadruplets de solutions possibles, un avec n = 5 et un autre avec n = 6.


Je vous souhaite une bonne lecture...
Si certaines choses vous paraissent opaques, n'hésitez pas à demander d'autres explications !

J'espère ne pas avoir fait d'erreur, sinon signalez le moi...

Alcanes,alcènes et alcynes

Posté par
Evechimie
re : Alcanes,alcènes et alcynes 09-01-18 à 22:40

Qu'est-ce qu'un tableur?

Posté par
picard
re : Alcanes,alcènes et alcynes 10-01-18 à 08:56

Un tableur est un logiciel capable d'effectuer des calculs à partir de données figurant dans les cellules d'un tableau.
Peut être avez vous déjà entendu parler du tableur Excel (payant !) ou de Libre Office Calc (en téléchargement gratuit).

Vous allez sans doute apprendre à utiliser un tableur en cours de sciences physiques ou de mathématiques.

Posté par
Evechimie
re : Alcanes,alcènes et alcynes 10-01-18 à 14:09

Merci beaucoup votre aide m'a été vraiment précieuse😊

Posté par
picard
re : Alcanes,alcènes et alcynes 10-01-18 à 14:18

Je vous en prie.
Si votre professeur vous donne, pour cette 3ième question, une correction différente de celle que je vous ai proposée, pourriez vous m'indiquer sa démarche ?

Simple curiosité de ma part !

Bonne continuation.

Posté par
Evechimie
re : Alcanes,alcènes et alcynes 10-01-18 à 14:41

L'exercice n'est pas donné par le professeur j'avais decidé de le faire mais si jamais j'ai une autre correction je vous le ferai savoir.
A bientôt.

Posté par
picard
re : Alcanes,alcènes et alcynes 10-01-18 à 14:44



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