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Alcenes

Posté par
Khabir 11-12-22 à 22:10

Bonsoir
J'ai besoin d'une petite explication concernant cet exercice .
a) Un recipient de 5l contient un melange de méthane et d'éthylène.  La température est de 20⁰C et la pression de 6,2 bars . Calculer la quantité de matière que contient le récipient.  (Rep: n=P(V1+V2)/RT =1,28 moles )
b) la masse de gaz est de 26g . Determiner la compote molaire et massique du melange
C) On fait brûler ce mélange.  Determiner la masse du dioxygene nécessaire à sa combustion complète.  
       Je vous remercie d'avance

Posté par
odbugt1re : Alcenes 11-12-22 à 23:04

Bonjour,

Tout d'abord, merci de préciser ce qu'est une " compote molaire et massique "

Sinon :
Soient n1 et n2 les quantités de matière respectives en méthane et éthylène du mélange.
Tu as obtenu n = 1,29 mol
Donc n1 + n2 = 1,29 mol

Soient M1 et M2 les masses molaires respectives en méthane et éthylène du mélange.
M1 = ..........  ?   g/mol
M2 = ...........  ?  g/mol

Soient m1 et m2 les masses respectives en méthane et éthylène du mélange. On a évidemment m1  +  m2 = 26g

Il n'y a plus qu'à résoudre le système d'équations obtenues pour en retirer les valeurs de n1, n2, m1, m2 et répondre ainsi àla question posée.

Posté par
Howard75re : Alcenes 13-12-22 à 22:43

Bonsoir 🙂

Je ne suis pas sûr de mes réponses donc je laisserais soin à d'autres de vérifier si mes raisonnements et mes calculs sont bons.

MES RÉPONSES

1)

D'après la formule de la loi des gazs parfaits \color{red}{PV = nRT}, on a :

n_{melange} = \frac{P_{melange}V_{melange}}{RT_{melange}}
n_{mélange} = \frac{6,2 \times 10^{5} \times 5 \times 10^{-3}}{8,314 \times (20+273,15)}
n_{mélange} = \frac{3100}{2437,25} = 1,27 \color{blue}{mol}

Le récipient contient 1,27\color{blue}{mol} de matière de ce mélange de méthane et d'ethylène.

2)

On cherche à déterminer la compote molaire du mélange, c'est-à-dire la quantité de matière et la masse de chaque élément qui le constitue.

\\ \left\{ \\ \begin{array}{ll} \\ n_{melange} = n(CH_{4}) + n(C_{2}H_{4}) = 1,27\color{blue}{mol} \\ m_{melange} = m(CH_{4}) + m(C_{2}H_{4}) = 26\color{blue}{g} \\ \end{array} \\ \right. \\

Dans la 2^{e} équation, on exprime les m en fonction de n :

m(CH_{4}) + m(C_{2}H_{4}) = 26\color{blue}{g}
n(CH_{4})M(CH_{4}) + n(C_{2}H_{4})M(C_{2}H_{4})= 26\color{blue}{g}
16n(CH_{4}) + 28n(C_{2}H_{4}) = 26\color{blue}{g}

Dans la 1^{ère} équation, on exprime n(C_{2}H_{4}) en fonction de n(CH_{4}) :

n(C_{2}H_{4}) = 1,27 - n(CH_{4})\color{blue}{mol}

On reprend notre 2^{e} équation :

16n(CH_{4}) + 28(1,27 - n(CH_{4})) = 26\color{blue}{g}
16n(CH_{4}) + 35,56 - 28n(CH_{4}) = 26\color{blue}{g}
12n(CH_{4}) = 9,56\color{blue}{g}

On en déduit les quantités de matière :

n(CH_{4}) = \frac{9,56}{12} = 0,80\color{blue}{mol}
n(C_{2}H_{4}) = 1,27 - 0,80 = 0,47\color{blue}{mol}

... ainsi que les masses :

m(CH_{4}) =16 \times 0,80 = 12,8\color{blue}{g}
m(C_{2}H_{4}) = 28 \times 0,47 = 13,2\color{blue}{g}

3)

L'équation bilan de la réaction est la suivante :

CH_{4} + C_{2}H_{4} + 5O_{2} \rightarrow 3CO_{2} + 4H_{2}O

Il faut 5 moles de dioxygène pour bruler 1 mole du mélange.
Il nous faudra donc 1,27\times5 = 6,35 moles de dioxygène pour bruler l'ensemble du mélange.

Soit une masse de dioxygène de :

m(O_{2}) = n(O_{2})M(O_{2}) = 6,35\times32 = 203,2\color{blue}{g}

À vérifier, mais je pense que c'est ça 😉👍 Dis-moi si tu trouves la même chose.

Posté par
Howard75re : Alcenes 13-12-22 à 22:47

Posté par
odbugt1re : Alcenes 14-12-22 à 10:34

@ Howard75

Bonjour,
Si tu (re)lis le règlement de ce forum tu y trouveras ceci concernant les membres qui apportent de l'aide :

Dans le respect du travail demandé par des professeurs à leurs élèves, votre but est d'éviter, autant que faire se peut, la résolution entière de l'exercice, en lieu et place de l'élève qui sollicite votre aide.
Important : dans le cas où vous fourniriez une solution toute faite, la modération pourra supprimer cette dernière voire vous avertir pour "solution non conforme".

D'autre part, il me semble que la solution que tu proposes pour la question 3 est erronée.

Posté par
gbm Webmasterre : Alcenes 14-12-22 à 19:58

Bonsoir à vous deux,

@Howard75 :
Je confirme ce que odbugt1 a pu écrire, c'est extrait de [***A LIRE AVANT D'AGIR***] Règles du forum

Toujours fidèle à mon approche graduée dans la modération, je me contenterai de ce simple rappel au règlement (vu que c'est la première fois que cela arrive depuis ton inscription sur le forum).

Je te saurai donc gré d'être vigilant à l'avenir !

A disposition par MP si besoin,

Bonne soirée,
gbm

Posté par
Howard75re : Alcenes 14-12-22 à 23:01

Merci sincèrement à tous les deux d'avoir pris le temps de me prévenir 😉👍
C'est effectivement la première fois que ça arrive, vu que je suis inscrit depuis peu et jusqu'à présent, j'étais plutôt celui qui demande de l'aide que celui qui en apporte.

Je ne suis plus élève depuis bien longtemps mais j'essaye de me replonger dans le bain des matières scientifiques niveau lycée.
J'ai donc fourni une réponse dont je ne suis pas sûr, vraiment dans l'idée d'ouvrir un dialogue sur la manière de résoudre l'exercice et d'y arriver ensemble.
L'élève concerné pourra ainsi me dire s'il pense que j'ai bon, me corriger sur les points où il pense que je suis en tort et ainsi nous progresserons tous les deux, voilà mon idée initiale.

Si nous ne fournissons pas de réponse "détaillée", alors on ne s'attarde que sur la méthodologie, sans jamais se demander si on arrive à l'appliquer à un cas concret, et donc on ne peut pas identifier les sources d'erreurs et progresser.

N'y voyez là aucune malice ou volonté de manquer au réglement du forum que j'ai lu et relu de long en large 🙂

Posté par
Howard75re : Alcenes 14-12-22 à 23:36

Et pour reprendre ta phrase suivante, je n'étais pas sûr de ma réponse à la question 3 🤔

odbugt1 @ 14-12-2022 à 10:34

D'autre part, il me semble que la solution que tu proposes pour la question 3 est erronée.


Mon idée de départ était celle qui consistait à :

1) Faire les équations bilans des combustions complètes des deux molécules du mélange à part
2) Observer les coefficients stoechiométriques afin de déterminer le nombre de moles d'O_{2} consommées dans chaque équation pour 1 mole de CH_{4} et de C_{2}H_{4}
3) Multiplier par le nombre de moles de chaque élément du mélange

Étape 1 : Équations bilans individuelles
Équation bilan de la combustion complète du méthane :
CH_{4} + 2O_{2} \rightarrow CO_{2} + 2H_{2}O
Équation bilan de la combustion complète de l'éthylène
C_{2}H_{4} + 3O_{2} \rightarrow 2CO_{2} + 2H_{2}O

Étape 2 : Observer les coefficients stoechiométriques
Il faut 2 moles d'O_{2} par mole de CH_{4}.
Il faut 3 moles d'O_{2} par mole de C_{2}H_{4}.

Étape 3 : Bilan
Pour une combustion complète de 0,80 mol de CH_{4} et de 0,47 mol de C_{2}H_{4} il faut :

n(O_{2}) = 2 n(CH_{4}) + 3 n(C_{2}H_{4}) = 2 \times 0,80 + 3 \times 0,47 = 1,60 + 1,41 = 3,01 mol
m(O_{2}) = n(O_{2})M(O_2) = 3,01 \times 32 = 96,32 g

Il faut donc une bruler 96,32 g d'O_{2} pour parvenir à la combustion complète du mélange.

Est-ce que c'est ça ? 🤔

Posté par
gbm Webmasterre : Alcenes 15-12-22 à 20:04

Bonsoir Howard75,

J'insiste là-dessus, cela ne doit pas se reproduire dans d'autres sujets.

L'expérience (le forum historique existe depuis 1999) nous montre que le schéma de communication le plus efficace est celui où il y a un membre aidé (celui qui demande de l'aide) et un premier aidant qui prend la responsabilité d'accompagner l'élève pas à pas.

Un autre aidant peut intervenir :
- pour corriger une faute d'inattention ;
- pour pallier à une absence prolongée ou à un abandon manifeste du premier aidant (en y mettant les formes et en ne faisant pas fi de ses interventions passées par souci de continuité et de cohérence) ;
- pour proposer une solution alternative de résolution d'un exercice après que le premier aidant ait déroulé avec l'aidé une première méthode jusqu'à son terme.

Tu peux déjà le constater ici : ton intervention n'a pas permis au membre aidé de s'exprimer depuis son premier post (puisque tu as quasi fait l'exercice à sa place) et cela n'a pas permis à odbugt1 de l'accompagner pour qu'il s'approprie les méthodes et qu'il progresse à son rythme (nous n'avons pas tous la même constitution).

Si tu souhaites te replonger dans la physique-chimie :
- tu peux regarder les anciens sujets postés et t'entraîner avec ;
- ou intervenir sur un sujet en cours de traitement après avoir laissé le premier aidant dérouler sa méthode avec le membre aidé.

Je te souhaite une bonne soirée,
gbm


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