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caractéristiques comparées de quelques combustibles

Posté par
elena
29-04-13 à 19:45

voilà, j'ai un exercice que je ne comprends mais alors vraiment pas du tout... en plus mon cours est vraiment très flou et je n'ai rien compris du chapitre... merci de votre aide !

les plus légers des alcanes comme le méthane CH4, le propane C3H8, et le butane C4H10 sont couramment utilisés comme combustibles dans les gazinières.
1- Pour chacun des combustibles, calculer l'énergie libérée par mole de combustible.
2- Pour porter un litre d'eau pris à 20°C jusqu'à ébullition, une énergie de 3.4x10^5 J est nécessaire. Calculer, pour chacn des 3 combustibles:
-la quantité de matière de combustible nécessaire
-la quantité de matière de dioxyde de carbone produit
3- comparer les qualités de ces combustibles d'un point de vue environnemental

on nous donne en données: énergie libérée par mole d'espèce chimique brûlée en phase gazeuse(kJ/mol):
- pour les alcanes: E: 618n+201
n est le nombr d'atomes de carbone de la molécule


pour la question 1 j'ai essayé et je trouve ça mais je sais pas du tout si c'est cela qu'il faut faire:
pour le méthane : E= -819(j'ai mis "-" puisque c'est une combustion donc c'est négatif non ?)
                 d'où El=-13104 kJ/mol (avec n= 1/16)
pour le propane: E= -2055
                 d'où El= -90420 kJ/mol (avec n= 1/44)
pour le butane : E= -2673
                 d'où El= -155034 kJ/mol (avec n=1/58)

voilà ou j'en suis... merci de m'aider

Posté par
Iamat
re : caractéristiques comparées de quelques combustibles 30-04-13 à 11:00

Salut,

E= 618n+201 kJ/mol  avec n est le nombre d'atomes de carbone de la molécule

combien il y a de C dans CH4? donc n=? donc E=?
combien il y a de C dans C3H8? donc n=? donc E=?
combien il y a de C dans C4H10? donc n=? donc E=?

Posté par
elena
re : caractéristiques comparées de quelques combustibles 30-04-13 à 11:33

il ne faut pas diviser par le nombre de mole ?
donc pour CH4,  E= 819
          C3H8, E= 2055
          C4H10,E=2673
c'est tout ?

Posté par
Iamat
re : caractéristiques comparées de quelques combustibles 30-04-13 à 11:52

si tu as bien utiliser la formule, en mettant l'unité, oui.

Posté par
elena
re : caractéristiques comparées de quelques combustibles 30-04-13 à 11:57

les résultats sont en Kj/mol
il n'y a pas besoin de mettre "-" comme c'est une combustion ?

Posté par
Iamat
re : caractéristiques comparées de quelques combustibles 30-04-13 à 12:01

il y aurait un - dans ta formule

Posté par
elena
re : caractéristiques comparées de quelques combustibles 30-04-13 à 12:08

non il n'y en a pas... mais dans mon cours on avait mis qu'un combustion était négative puisqu'elle émet de la chaleur mais c surement autre chose que je dois confondre alors !
merci d'avoir corrigé mon erreur !
mais pour la 2 je ne vois absolument pas comment faire...

Posté par
Iamat
re : caractéristiques comparées de quelques combustibles 30-04-13 à 13:01

l'histoire du signe c'est une histoire de "référentiel".

On met généralement un - en cas de combustion car on récupère plus d'énergie que l'on donne.

Energie globale consommée par la molécule= Energie reçue par la molécule - Energie restituée par la molécule.

On donne de l'énergie pour casser les liaisons entre les atomes puis les atomes libèrent de l'énergie pour reformer les nouvelles liaisons.

Dans le cas de la combustion des hydrocardures, énergie restituée > energie reçue, l'énergie globale consommée par la molécule est donc négative.

Ici on parle d'énergie libérée, c'est le contraire de l'énergie consommée

Energie libérée = Energie restituée par la molécule - Energie reçue par la molécule

Elle est donc positive dans le cas de la combustion des hydrocardures

2) CH4,  E= 819 kJ/mol= ?? J/mol
On veut obtenir 3.4x10^5 J
Combien faut-il de mol?

Posté par
elena
re : caractéristiques comparées de quelques combustibles 08-05-13 à 20:08

819KJ/mol=819000J/mol

donc n=819000/3.4x10⁵
     n=819/340 (soit environ 2.4)
est-ce exact ?

Posté par
Iamat
re : caractéristiques comparées de quelques combustibles 09-05-13 à 11:07

non c'est l'inverse

J/(J/mol)=mol

donc n=340/819=0.42 mol

Posté par
elena
re : caractéristiques comparées de quelques combustibles 09-05-13 à 17:26

ah bon ? effectivement cela semble plus correct.. :/
donc pour le propane on trouve n=0.17mol et pour le butane n=0.13 mol
mais donc pour trouver la quantité de matière de dioxyde de carbone produit, comment peut-on le savoir ? avec un tableau d'avancement ?

Posté par
Iamat
re : caractéristiques comparées de quelques combustibles 09-05-13 à 19:03

oui

Posté par
elena
re : caractéristiques comparées de quelques combustibles 09-05-13 à 19:22

d'accord donc pour le méthane cela devrait etre ça:
équation de la combustion :
             CH4 + 2 O2 ->  2 H2O +    CO2
EI           0.42    ni       0         0
en cours    0.42-x  ni-x      x         x
EF          xf=0.42 xf=ni     xf=0.42   xf=0.42
cela me parait bizarre ...

Posté par
Iamat
re : caractéristiques comparées de quelques combustibles 09-05-13 à 22:41

il y a de nombreuses erreurs, je t'ai mis ci-dessous les cases à corriger.

en cours O2: ni-2x
en cours H2O: 2x

xf=0.42
alors
EF(CH4)=0
EF(O2)=ni-0.84
EF(H20)=0.84

J'ai néanmoins une question, connaissant l'équation bilan ne pouvais tu pas trouver la quantité sz matière de CO2 formée

Posté par
elena
re : caractéristiques comparées de quelques combustibles 10-05-13 à 15:20

ah... j'avais oublié les 2...
mais je ne vois pas comment on aurait pu faire autrement

Posté par
Iamat
re : caractéristiques comparées de quelques combustibles 10-05-13 à 18:40

ben alors fait comme ça pour les autres aussi

Posté par
elena
re : caractéristiques comparées de quelques combustibles 10-05-13 à 19:02

d'accord
mais c'est une méthode plus simple et rapide ?

Posté par
Iamat
re : caractéristiques comparées de quelques combustibles 10-05-13 à 20:34

CH4 + 2 O2 ->  2 H2O +    CO2

ni nombre de moles initiales
nf nombre de moles finales

donc
niCH4/1=niO2/2=nfH20/2=nfCO2/1

donc
niCH4/1=nfCO2/1

donc
nfCO2=niCH4

Posté par
elena
re : caractéristiques comparées de quelques combustibles 10-05-13 à 22:09

ah oui effectivement, cela me rappelle ce que l'on a fait en debut d'année :/ j'aurai du m'en souvenir merci de me remettre à jour ^^
donc d'un point de vue environnemental, le gaz le moins polluant et le meilleur pour l'environnement est celui qui rejette le moins de CO2 !

Posté par
Iamat
re : caractéristiques comparées de quelques combustibles 10-05-13 à 22:54

oui



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