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chimie équilibres
Bonsoir Vanoise,
voilà un exercice encore difficile à résoudre pour lequel j'aimerais bien que vous m'aidiez à poser convenablement les éléments pour le résoudre:
Dans un réacteur de 10 litres se trouve un mélange d'argon et de dihydrogène avec une pression totale de 1 atm à 40°C.
On y introduit ensuite du dioxygène jusqu'à ce que la pression dans le réacteur soit égale à 2 atm
On augmente la T du mélange jusqu'à ce que la réaction complète de production de l'eau ait lieu et le mélange est ensuite refroidit à 40°C
Une fois cette T atteinte, la pression totale dans le réacteur se stabilise à une valeur de 1,473 atm
La pression de vapeur saturante de l'eau à 40°C est de 55,3 mmHg
a) Quelle était la composition (fraction molaire) du mélange gazeux avant l'addition de dioxygène?
b)Quelle est la masse d'eau produite?
Quand je lis un monstre pareil, quelle doit être ma première réflexion?
Il y a plusieurs étapes, comment les inscrire
1) H2 + O2 -->H2O
J'imagine tableau pour la première étape:
Le volume est de 10 litres, il ne bouge pas on peut travailler en pressions au départ
mais après la T bouge ?
Bonsoir
Attention pour commencer à équilibrer correctement l'équation de la réaction !
Le volume est de 10 litres, il ne bouge pas on peut travailler en pressions au départ
mais après la T bouge ?
Il s'agit de faire un bilan entre un état initial V=10L ,T=313K et un état final correspondant aux mêmes valeurs de V et de T. La montée en température correspondant à une situation intermédiaire permet de rendre la réaction de combustion du dihydrogène dans le dioxygène totale. On aurait pu se passer de cette étape et amorcer simplement la réaction en créant une étincelle électrique. Il existe dans les labos de chimie des appareils prévus pour réaliser cette expérience.
Pourtant, il n'est pas possible de procéder simplement en remplissant directement un tableau d'évolution en pression car un nouveau phénomène vient tout compliquer : l'apparition d'eau liquide ! Je te conseille donc de raisonner sur les quantités.
La quantité d'argon et de dihydrogène introduit est :
La quantité de dioxygène introduite est aussi égale à no. Si on note n la quantité, pour l'instant inconnue, de dihydrogène introduite, on obtient le tableau suivant. Il est facile de le remplir sachant que la réaction est totale et que le réactif limitant est le dihydrogène.
| espèces chimiques | Ar | H2 | O2 | H20 |
| quantités introduites (mol) | 0,3893-n | n | 0,3893 | 0 |
| quantités finales (mol) | 0,3893-n | 0 | 0,3893-0,5.n | n |
On peut déduire de la pression finale la quantité de gaz finale en faisant une approximation tout à fait justifiée. La quantité d'eau liquide présente est pour l'instant inconnue mais doit être de l'ordre de quelques grammes. Le volume occupé par le liquide est tout à fait négligeable devant le volume du récipient. On peut donc considérer que le volume de gaz est très proche du volume du récipient.
La pression partielle en vapeur d'eau est imposé par l'équilibre liquide-vapeur de l'eau ; elle vaut : Ps=55,3mmHg=0,0728atm
Les gaz autres que la vapeur d'eau sont donc sous la pression (Pf-Ps)=1,400atm
D'après le tableau d'avancement :
nf=0,5451=0,3893+0,3893-1,5.n
soit : n=0,1557mol
il s'agit de la quantité de H2 introduite et de la quantité d'eau formée.
La quantité de vapeur d'eau est :
Je te laisse terminer mais le plus dur est fait ! Essaie de bien tout comprendre !
ok je regarde ceci un peu plus tard dans la journée
Mais ici j'ai un exercice que j'ai fais et dont je n'ai pas la réponse (c'est une question d'un examen d'année précédente).
je l'ai résolu
Pourriez-vous svp vérifier si les réponses sont correctes. J'espère bien
Un composé X(s) se décompose de façon exothermique en Y(g) et Z(g) à 100°C selon l'équation :
2X (s) -> Y (g) + 2 Z(g)
Mx= 135 g/mol
My= 64 g/mol
Mz= 103 g/mol
Un échantillon de 18,185 g de X(g) est introduit dans un réacteur de 2 L dans lequel on a préalablement fait le vide.
L'ensemble est maintenu à 100°C.
On constate que la pression totale à l'équilibre s'élève à 2,38 atm et qu'il reste une certaine quantité de solide.
a) Calculez les constantes d'équilibre Kp et Kc de cette réaction à 100°C
b) Quelle masse de X(s) reste t-il lorsque l'équilibre est atteint ?
c) Dans quel sens cet équilibre évoluera t-il si on augmente la température, tout autre paramètre étant constant ? Justifiez
Partant de l'équilibre atteint au point a), on double le volume du réacteur maintenu à 100°C en même temps que l'on y ajoute du Y(g)
Après quelques temps un nouvel équilibre s'établit
Quelle masse de Y(g) a t-on ajouté sachant que la concentration en Z(g) à l'équilibre final est de 1,735 10 exp-2 M ?
Pour le pont c) voici ma justification
Si on impose une modification (concentration, température, pression) à un système chimique en équilibre, le système évolue vers un nouvel état d'équilibre de manière à contrecarrer la modification introduite.
Si on chauffe un mélange dont la réaction directe est exothermique, le système en trop grande quantité de chaleur l'évacuera en réalisant une réaction endothermique, soit la réaction inverse.
Réponses pour le a)
nX= 1!,185/135=0,1347
Kp= (7,933 10 exp-1) (1,587)au carré/1=2
Kc=Kp/(RT) au cube= 6,981 10 exp-5
Pour le point b) la masse serait pour moi de 4,18 g
Pour le point d) la masse de Y(g)rajoutée est d'après moi: 2,202gr
mais je voudrais être certain que c'est bon
Un tout grand merci
rebonjour,
Je crois que vous comprenez pourquoi je ne fais pas un nouveau sujet pour cette vérification; ainsi je peux m'adresser à vous directement et je suis certain de la réponse.
J'ai encore un exercice d'examen d'année précédente que j'ai résolu et dont je voudrais que vous vérifiez la réponse
je me permet ici de vous envoyer l'énoncé et ma réponse
On a extrait l'huile essentielle d'un lot de clous de girofle et le composé principal de cette huile a été purifié. Dans un récipient hermétique de 500 ml initialement vide, 01149 g de ce composé pur a été introduit à l'état liquide. Le récipient a ensuite été chauffé à 280°C pour volatiliser complètement ce composé d'huile essentielle. La pression régnant alors dans le récipient est de 48,3 mm Hg
La combustion totale de 18,8 mg de ce composé organique ne contenant que du carbone, de l'hydrogène et de l'oxygène produit 0,05042 g de dioxyde de carbone et 0,01238 g d'eau.
a) Déterminez la masse molaire de ce composé d'huile essentielle
Ceci j'ai trouvé: 164,0 g
b) Déterminez la formule brute et la formule moléculaire de ce composé.
mC= 1,376 10 exp -2 g
%mC= 1,376 10 exp -2/18,8 10 exp -3 x 100=73,22%
mH= 2 x 6,872 1O exp-4 x 1,0079= 1,385 10 exp-3 g
%mH=1,385 10 exp-3/18,8 10 exp-3 x 100= 7,368%
%mO= 100-(73,22+ 7,368)=19,41%
C. 73,22% 120,2 10,1 10
H 7,368%. 12,09 12 12
O 19,41% 31,85 1,91 2
Formule moléculaire: C10H1202
Formule brute: (C5H6O)n
De tout coeur, merci beaucoup et je croise les doigts pour que cela soit juste
Pour le 1er exercice:
2H2 + O2 -> 2H2O (pardon pour l'équation: trop vite!)
Au point a) on me demande :
Quelle était la composition (fraction molaire) du mélange gazeux avant l'addition de dioxygène?
Cette question c'est avant le tableau non?
Pourriez-vous m'aider
Pour le point b)
C'est clair jusqu'au tableau ( le dihydrogène est limitant, avec PV=nRT j'obtiens 0,3893 pour le dioxygène, et n(dihydrogène) + Argon=0,3893 mol)
La deuxième ligne aussi est claire
mais après....je comprends plus
un détail quand vous écrivez ce que je ne comprends pas:
nf= (Pf-Po)xV/RT
Le R ne devrait t-il pas être : 0,082?
C'est aussi un exercice d'examen antérieur pour lequel je n'ai pas de réponse
Merci de tenter de m'expliquer
Je réponds dans ce message aux questions concernant l'exercice posté hier soir.
Quelle était la composition (fraction molaire) du mélange gazeux avant l'addition de dioxygène?
Cette question c'est avant le tableau non?
Il faut avoir rempli le tableau d'avancement pour répondre à l'ensemble des questions. Cela peut effectivement paraître piégeant un jour d'examen...
Le tableau d'avancement conduit à n = 0,1557mol pour un mélange argon dihydrogène initial de 0,3893mol. Dans le mélange initial les fractions molaires étaient donc :
Le R ne devrait t-il pas être : 0,082?
J'ai l'habitude d'utiliser les unités du système international : je pose donc : R = 8,314J.mol-1.K-1 en exprimant les pressions en pascals et les volumes en m3; garde ta méthode habituelle si tu veux ...
un détail quand vous écrivez ce que je ne comprends pas:
nf= (Pf-Po)xV/RT
Il te faut revoir ton cours sur les équilibre liquide-vapeur. Lorsque il y a équilibre entre la phase liquide et la phase vapeur de l'eau, la pression partielle de la vapeur à l'équilibre est égale à la pression de vapeur saturante Ps. Si Pf est la pression totale, la somme des pressions partielles des gaz autres que l'eau est donc (Pf - Ps).
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