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Alcène et alcyne
Bonsoir, j'ai un exercice a rendre demain que je n'arrive pas a faire. Si vous pouvez m'aider ça me ferait plaisir. Voilà l'exercice :
Un mélange gazeux est formé de dihydrogène, d'un alcène et d'un alcyne ayant le même nombre d'atomes de carbone. La combustion complète de 150cm³ de ce mélange donne 230cm³ de dioxyde de carbone. De plus 150cm³ de ce mélange chauffé en présence de nickel comme catalyseur conduit a un produit unique qui occupe un volume de 58cm³ ( tous les gaz sont mesurés dans les mêmes conditions de température et de pression ).
1) Déterminer la formule brute de l'alcene et celle de l'alcene ainsi que la composition volumique du mélange gazeux initial.
2) donner les formules semi développées précises de l'alcene et de l'alcyne sachant que l'alcene ne présente pas d'isomerie Z/E et que l'alcyne et l'alcene n'ont pas les mêmes structures.
Bonjour,
Contrairement à mon habitude et compte tenu de la complexité de la résolution de cet exercice je donne la solution et t'invite, si nécessaire, à poser des questions sur ce que tu n'aurais pas bien compris.
Les hydrocarbures (alcène,alcyne,alcane) et le dioxyde de carbone étant tous gazeux les volumes consommés ou produits sont proportionnels aux coefficients stœchiométriques.
La formule brute de l'alcène est CnH2n, celle de l'alcyne qui a le même nombre d'atomes
de carbone est CnH2n-2
On appelle V1 le volume de l'alcène, V2 celui de l'alcyne, V3 celui du dihydrogène.
Le mélange des trois gaz est tel que V1 + V2 + V3 = 150 cm³ (équation 1)
L'équation équilibrée de combustion de l'alcène est :
CnH2n + (3n/2)O2 → nCO2 + nH2O
Le volume V1 d'alcène produit un volume nV1 de CO2
L'équation équilibrée de combustion de l'alcyne est :
CnH2n-2 + (3n-1)/2 O2 → nCO2 + (n-1) H2O
Le volume V2 d'alcyne produit un volume nV2 de CO2
Le volume total de CO2 formé est égal à 230 cm³
On a donc nV1 + nV2 = n(V1+V2) = 230 (équation 2)
Les réactions d'hydrogénation de l'alcène et de l'alcyne donnent le même alcane de formule CnH2n+2
L'équation d'hydrogénation de l'alcène est :
CnH2n + H2 → CnH2n+2
Le volume V1 d'alcène réagit avec le même volume V1 de dihydrogène et donne encore
le même volume V1 d'alcane
L'équation d'hydrogénation de l'alcyne est :
CnH2n-2 + 2H2 → CnH2n+2
Le volume V2 d'alcyne réagit avec un volume 2V2 de dihydrogène et donne un volume V2 d'alcane
L'énoncé indique que le produit unique qui s'est formé a un volume de 58cm³
On a donc V1+V2 = 58cm³ (équation 3)
En rapprochant les équations 2 et 3 on obtient 58n = 230 donc n=230/58 ≈ 4
Et en utilisant l'équation 1 on trouve que V3 = 150 - 58 = 92 cm³
L'alcène est donc du butène C4H8 et l'alcyne du butyne C4H6
L'examen des réactions d'hydrogénation permet d'écrire une nouvelle équation concernant le dihydrogène:
V1 + 2V2 = 92 et en rapprochant cette équation de l'équation 3 on obtient :
V1 = 24cm³ , V2 = 34cm³ , V3 = 92cm³
Le mélange initial était donc constitué de 24cm³ de butène, 34cm³ de butyne et 92cm³ de dihydrogène.
Formule du but-1-ène : H2C = CH - CH2 - CH3 (Pas d'isomérie Z/E)
Formule du but-2-yne : H3C - C ≡ C - CH3
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