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Cinétique

Posté par
Juda302
22-01-22 à 10:22

Bonjour, j'ai un soucis sur une question d'un exercice

N205(g)->2N02(g)+ 1/2 O2(g)

On est dans un volume 1 L fermé, T constante de 350k et on a la courbe d'évolution de quantité de matière en fonction du temps

On nous demande quelques questions de généralité, puis on remarque que la vitesse de formation des produits est proportionnelle à leur coefficients stœchiométriques : on fait alors l'hypothèse une réaction d'ordre 1 mais il vient ensuite pour confirmer l'hypothèse, la question suivante : déterminer le t1/2 à déférentes concentrations initiales, et conclure.

Donc on attend à avoir un t1/2 ne dépendant pas de C0 or je ne vois pas comment exprimer le temps sans se servir de l'hypothèse de l'ordre 1 de la réaction.

J'ai trouvé que P(t1/2) = 5/4 P0 mais comment exprimer le temps vu qu'on a ni l'avancement en fonction du temps ni la pression en fonction du temps?

Merci de votre aide, bonne journée

Posté par
Juda302
re : Cinétique 22-01-22 à 10:23

Voici le graphique

Cinétique

Posté par
vanoise
re : Cinétique 22-01-22 à 11:10

Bonjour
Les quantités initiales de O2 et de NO2 étant nulles à l'instant de date t=0 alors que la quantité initiale de N2O5 vaut 1,25mol, on en déduit que la quantité maximale possible de NO2 est 2,50mol. On voit bien d'ailleurs que la courbe n(NO2)=f(t) tend vers une asymptote horizontale d'ordonnée 2,50mol.
Le temps de demie réaction est la valeur de t correspondant à n(NO2)=1,25mol.

Posté par
Juda302
re : Cinétique 22-01-22 à 11:18

Merci ceci est logique vu que le seul réactif est N2O5 et qu'il est consommé entièrement mais comment déterminer t 1/2 pour C0 = 1,24 / 0,92 / 0,68 / 0,50

Posté par
vanoise
re : Cinétique 22-01-22 à 12:00

L'énoncé que tu as fourni permet d'obtenir t½ dans les conditions qui correspondent au tracé de la courbe. Pour d'autres conditions, il faudrait d'autres valeurs expérimentales... Sans énoncé complet, impossible de t'en dire plus.
PS : dans mon message précédent, les quantités sont mesurées en millimoles et non en moles mais cela ne change pas la détermination de t½...

Posté par
Juda302
re : Cinétique 22-01-22 à 13:48

Oui exact voici l'annoncé complet :
La figure suivante représente l'évolution des quantités de matière dans une enceinte fermée de volume constant V=1,0 L et à température constante (T= 350 K) lors de la décomposition du pentoxyde de diazote modélisée par la réaction d'équation:
N205(g)->2N02(g)+ 1/2 O2(g)

DONNÉES : L'équation d'état des gaz parfait s'écrit PxV=nxRxT avec P pression totale en Pa; V volume de l'enceinte en m3• R=8.31|.mol-1.K-1: T la température du milieu en K et n la quantité de matière totale d'espèces gazeuses en mol.

a. Justifier que l'évolution temporelle du système peut
être suivie à l'aide d'un capteur de pression.
b. Déterminer si la transformation est totale ou non totale.
c. Mesurer la vitesse volumique initiale de formation du
dioxygène et celle du dioxyde d'azote NO2 Commenter.
d. Déterminer le temps de demi-réaction t1/2 pour chacune
des concentrations en quantité de matière initiales
suivantes (en mmol-L-]): 1,24; 0,92; 0,68 et 0,50. Conclure.
e. Prévoir la valeur de la concentration en quantité de
pentaoxyde de diazote [N,O;] à la date t=6 x t1/2.

Posté par
vanoise
re : Cinétique 22-01-22 à 14:02

Je suis globalement d'accord avec toi. Telle que la question d) est posée, on s'attend à trouver des données expérimentales permettant de déterminer t½ pour les diverses concentrations fournies. A première vue rien, à moins qu'en annexe... ???
Dans ce cas, je ne vois pas ce qu'attend le concepteur de l'énoncé... Juste dire que t½ est indépendant de Co si la cinétique est d'ordre 1 ???
Bien sûr : l'étude de la courbe n(NO2)=f(t) permet de démontrer que la cinétique est bien d'ordre 1 mais cela n'est pas demandé ici et est limite programme terminale...

Posté par
Juda302
re : Cinétique 22-01-22 à 14:22

Oui à moins de supposer que la réaction est d'ordre 1 des la question c mais dans ce cas la question d ne permet rien de démontrer si ce n'est l'intérêt de l'équation différentielle e(-kt) * C0 = C(t) mais on sait déjà que t1/2 sera égal à - ln 2 / k. Il est certain qu'il n'y a pas d'annexe ci se n'est la courbe fournie …

Posté par
vanoise
re : Cinétique 22-01-22 à 14:48

Les courbes fournies conduisent à t½ = 20min. Si la cinétique est bien d'ordre 1, cette valeur est la même quelle que soit la concentration Co...
Je ne vois rien de plus à ajouter à ce niveau.



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