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combustion

Posté par
victor0102
02-11-21 à 10:42

Bonjour ,
Je suis en 1èere STI2D et j'ai un exercice que je ne comprend pas.
On me demande de calculer le volume nécessaire d'éthanol à prélever pour la combustion de 5 kg de ce même alcool. J'ai mes cours, mais même avec eux, je n'y comprends strictement rien.
Je dois montrer que la quantité de matière correspondante est de 109 mol ..
C'est le flou total
Merci beaucoup de votre aide

Posté par
gbm Webmaster
re : combustion 02-11-21 à 16:27

Bonjour,

Pourrais-tu commencer par mettre à jour ton profil : ESPACE MEMBRE / Clique sur ton pseudo / MON COMPTE / Mon Profil.

Ensuite, je te conseille de commencer par lire attentivement cette fiche : [lien]

Tu seras ensuite très certainement en capacité de nous proposer tes pistes de réflexion

Posté par
victor0102
re : combustion 02-11-21 à 19:22

Re,

Je pense avoir rempli mon profil (enfin j'espère). J'ai lu le lien et voilà ce que j'ai pu trouver

pour la 1ère partie de la question
sachant que p de l'éthanol est = 0.79g.cm3
p= m/V    790=5000/V donc   V = 5000/790 soit 6.33 m3

Pour le reste, il faut que je continue mes investigations à supposer que la 1ère partie soit correcte

Posté par
gbm Webmaster
re : combustion 02-11-21 à 19:38

En effet, c'est mis à jour, merci !

Oui, p = m/V

p masse volumique de l'éthanol
m sa masse
V son volume

donc V = m/p (on mène l'application littérale jusqu'à son terme).

Application numérique :

V = 5,0.103/0,79 = 6,3.103 cm3

En revanche, si on doit calculer la quantité de matière initiale de cet éthanol avant sa combustion :

n = m/M

avec m = 5,0 kg

et M = M(C2H6O) = 2M(C) + 6M(H) + M(O) = ... g/mol

donc n = ... mol

Posté par
victor0102
re : combustion 02-11-21 à 20:48

Alors là , je crois que c'est là où on me perd :o

Posté par
gbm Webmaster
re : combustion 02-11-21 à 21:00

Pour faire cet exercice, tu as besoin d'une formule rappelée dans la fiche de cours :

n = m/M

n quantité de matière de l'espèce étudiée
m sa masse
M sa masse molaire, qu'on peut calculer en somme des masses molaires des atomes constituant l'espèce

Posté par
victor0102
re : combustion 02-11-21 à 21:14

ah ! donc M(C2H6O) = 2M(C)+6M(H)+1M(O)=2*12+6*1+16=46g/mol
n=46g/mol

Posté par
gbm Webmaster
re : combustion 02-11-21 à 21:37

Attention, une quantité de matière s'exprime en mol et n'a rien à voir avec la masse molaire qui correspond à la masse d'1 seule mole de l'espèce chimique étudiée.

OK malgré tout avec ton calcul de masse molaire.

Donc ici n = m/M = 5/46 = ... mol.

Ce qui diffère du résultat que tu devais trouver ... Erreur de recopie ? Autre ?

Posté par
victor0102
re : combustion 02-11-21 à 23:14

Sûrement autre . J avance à tâtons mais sans trop comprendre je crois
5/46= 0,10869 mol
La 3ème question de mon DM est de montrer que la quantité de matière correspondante est de 109 mol
..ce qui semble correspondre au résultat obtenue précédemment avec un légère différence au niveau des unités il me semble

Posté par
gbm Webmaster
re : combustion 03-11-21 à 07:03

Il faudrait que tu recopie fidèlement et entièrement tout l'énoncé de l'exercice.

Sinon, j'ai trouvé l'erreur d'inattention commise hier sur l'unité de la masse :

gbm @ 02-11-2021 à 21:37

Attention, une quantité de matière s'exprime en mol et n'a rien à voir avec la masse molaire qui correspond à la masse d'1 seule mole de l'espèce chimique étudiée.

OK malgré tout avec ton calcul de masse molaire.

Donc ici n = m/M = 5,00.103/46,0 = 109 mol.


J'ai volontairement ajouté des chiffres significatifs à la masse et à la masse molaire pour que tu puisses afficher à résultat à trois chiffres.

Posté par
victor0102
re : combustion 03-11-21 à 08:00

Merci de prendre le temps
auj je fais une dissertation en géographie mais je reviens en fin d 'après midi. Je vais essayer d 'avancer sur mon DM aussi et je vous demanderai confirmation si vous voulez bien ?

Posté par
gbm Webmaster
re : combustion 03-11-21 à 13:23

OK, tu n'oublieras pas de fournir un énoncé complet, ça sera plus facile pour échanger.

Bon après-midi

Posté par
victor0102
re : combustion 03-11-21 à 18:47

Bonsoir,
Voici l'énoncé de mon DM complet
L'éthanol contenu dans une bouteille d'alcool à brûler a pour formule C2H6O. Sa combustion complète conduit à la formation de dioxyde de carbone et de vapeur d'eau. Ci-contre vous trouverez l'étiquette d'une bouteille d'éthanol du laboratoire.
p=0.79g.cm-3
Téb : 78.5 °C
Tf : -117.3°C
1. à la température ambiante de 20 °C, quel est l'état physique de l'éthanol ? Justifier à l'aide de l'étiquette
J'ai répondu état liquide puisque sur l'étiquette il est noté que le Téb est à 78.5°C
2. On s'intéresse à la combustion de 5.00 kg d'éthanol. Quel est le volume de cet alcool qu'il a fallu prélever ?
Là, ce sont les questions dont nous avons parlé hier
3- Montrer que la quantité de matière correspondante est de 109 mol.
Nous avons vu ça hier également
4. On donne l'équation de la combustion complète de l'éthanol dans le dioxygène de l'air :
C2H6O + 3 O2 -> 2 CO2 + 3 H2O
Montrer que la quantité de matière minimale de dioxygène nécessaire pour la combustion complète des 5,00 kg d'éthanol est de 327 mol.
5. Compléter le tableau ci joint
Equation bilan    C2H6O      +        3O2   --------> 2CO2     +       3 H2O

Etat intial en               109                     327                         0                            0
mol (x=0)

Etat interm en
mol (x quelconque)

Etat final en mol
(xmax = .......mol)

Déterminer à l'aide d un tableau d'avancement de la réaction

a  -  la quantité de matière en mol puis le volume de dioxyde de carbone formé

b -  la quantité de matière en mol puis le volume d'eau liquide récupérable dans le cadre de cette combustion.

Données :   M(H) = 1.0 g.mol-1    M(O) = 16.0 g.mol-1     M(C) = 12.0g.mol-1

Volume molaire gazeux à 20 °C = Vm=24 L.mol-1

Posté par
gbm Webmaster
re : combustion 03-11-21 à 19:00

ça s'est bien passé cette dissertation de géographie ?

-----------------

1. TB

2. Oui

3. Oui

4. Ton équation-bilan est bien équilibrée.

C2H6O + 3 O2 -> 2 CO2 + 3 H2O

Si tu lis cette dernière, tu comprends que pour 1 mole de C2H6O réagissant avec 3 moles de O2, il se forme 2 moles de CO2 et 3 moles de H2O

donc pour 109 moles de C2H6O réagissant avec ... moles de O2, il se forme ... moles de CO2 et ... moles de H2O

5. Commence par lire la fiche fournie sur le tableau d'avancement et essaie de le compléter

Posté par
victor0102
re : combustion 03-11-21 à 19:09

Bien merci . Mon brouillon est terminé

donc pour 109 moles de C2H6O réagissant avec 327 moles de O2, il se forme 218moles de CO2 et 327 moles de H2O ?

Posté par
gbm Webmaster
re : combustion 03-11-21 à 19:11

Oui !

La suite ?

Posté par
victor0102
re : combustion 03-11-21 à 19:17

La fiche, c'est celle dont vous m'avez mis le lien ?

Posté par
gbm Webmaster
re : combustion 03-11-21 à 19:19

Oui, elle va t'expliquer comment remplir et exploiter le tableau d'avancement de la réaction.

Tu as un exemple d'application aussi pour illustrer les concepts.

Posté par
victor0102
re : combustion 03-11-21 à 19:23

je m'y plonge avec passion et je reviens  

Posté par
gbm Webmaster
re : combustion 03-11-21 à 19:25

Je pensais t'avoir fourni le lien mais c'était pour répondre initialement à la question sur le calcul de la quantité de matière.

C'est celle-ci qu'il faut désormais lire attentivement : [lien]

A plus tard !

Posté par
victor0102
re : combustion 03-11-21 à 19:52

Equation bilan    C2H6O      +        3O2   --------> 2CO2     +       3 H2O

Etat intial en               109                     327                         0                            0
mol (x=0)

Etat interm en       109-x                327-3x               0+2x                   0+3x
mol (x quelconque)

Etat final en mol  109-xmax  327-3xmax             0+2xmax      o+3xmax
(xmax = .......mol)        

je ne sais pas si c'est bon par contre je ne comprends pas le = .....mol

Posté par
gbm Webmaster
re : combustion 04-11-21 à 13:58

Ton tableau d'avancement est correctement rempli.

Il faut donc désormais déterminer l'avancement final de la réaction comme expliqué sur la fiche et en déduire la quantité de matière formée en CO2 et H2O.

Puis ensuite, en t'aidant de la première fiche, en déduire des volumes.

Posté par
victor0102
re : combustion 04-11-21 à 14:02

Je vais me relancer dans la fiche alors. Par contre, pouvez vous me dire ce que signifie  =.........mol  dans le tableau d'avancement s'il vous plait ?

Posté par
gbm Webmaster
re : combustion 04-11-21 à 14:12

C'est pour te préciser qu'on attend que tu remplaces "...." par la valeur trouvée pour l'avancement de la réaction à l'état final (donc "xmax") et qui s'exprime aussi en mol (logique quand on veut faire un bilan de quantités de matière)

Posté par
victor0102
re : combustion 04-11-21 à 19:29

Re,  

Je vais peut être prendre un peu plus de temps pour la 6. Je ne comprends pas.
Je ne désespère pas. J'ai encore 3 jours

Posté par
victor0102
re : combustion 05-11-21 à 10:36

Bonjour,

Je continue ...
a / la quantité de matière en mol du dioxyde de carbone formée
  n CO2 = 218 mol  et son volume V = Vm/nCO2 soit 24/218 = 0.11 l

b / la quantité de matière en mol d'eau liquide récupérable
n H2O = 327 mol et son volume m=M*n soit (1+1+16)*327 = 5886 g
ou 5.88 l

cette dernière partie, pas convaincu ....

Posté par
gbm Webmaster
re : combustion 05-11-21 à 16:14

Bonjour,

Tu remarqueras qu'on retrouves à l'état final les proportions qu'on avait déjà définies en utilisant l'équation-bilan :

victor0102 @ 03-11-2021 à 19:09


donc pour 109 moles de C2H6O réagissant avec 327 moles de O2, il se forme 218moles de CO2 et 327 moles de H2O

On se trouve ici dans le cas où les réactifs ont été introduits dans des proportions st?chiométriques.


Pour la première n(CO2) = V(CO2)/Vm <=> V(CO2) = n(CO2) x Vm => à reprendre donc

Pour la deuxième : n(H2O) = m(H2O)/M(H2O) <=> m(H2O) = n(H2O) x M(H2O) = 327 x 18 = 5,9.103 g = 5,9 kg 5,9 L (à condition d'être à température ambiante !)

Posté par
victor0102
re : combustion 05-11-21 à 19:21

Pour la première n(CO2) = V(CO2)/Vm <=> V(CO2) = n(CO2) x Vm => à reprendre donc...


V(CO2) = 218*24 =5232 L ...euh, ça fait beaucoup ça ?

Posté par
gbm Webmaster
re : combustion 06-11-21 à 10:38

Et pourtant ton résultat est correct ! Attention juste au nombre de chiffres significatifs : Les chiffres significatifs

Une société moderne dépendant majoritairement des énergies fossiles génère beaucoup de dioxyde de carbone ...

Posté par
victor0102
re : combustion 06-11-21 à 12:29

Est ce plus correct si je mets 5,232*103 L ?

Posté par
gbm Webmaster
re : combustion 06-11-21 à 12:34

A la vue des données de l'énoncé, ne dépasse pas 2 chiffres significatifs puisque Vm est fourni avec 2 chiffres et les quantités de matières avec 3.

Posté par
victor0102
re : combustion 06-11-21 à 14:13

ah ! Alors 5.2*103  ?

Posté par
gbm Webmaster
re : combustion 06-11-21 à 17:38

Oui, en n'oubliant pas l'unité

Posté par
victor0102
re : combustion 06-11-21 à 22:56

Litres effectivement

Merci beaucoup pour votre aide et pour le temps que vous m'avez consacré

Posté par
gbm Webmaster
re : combustion 07-11-21 à 11:00

Je t'en prie, bon dimanche et à une prochaine fois !



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