Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Combustion du bois
Bonjour !
Sujet : On désire étudier la combustion d'une buche de masse m =6.5kg par le dioxygène [...]
Pour simplifier le problème on considère que le bois n'est composé que de cellulose.
1)Déterminer le volume d'air nécessaire à la combustion complète de la buche.
Données : Masse molaire atomique : M(carbone)=12g/mol ; M(hydrogène)=1,0g/mol ; M(oxygène)=16g/mol
Volume molaire d'un gaz à 20°C: V= 24L/mol
Pourcentage de dioxygène dans l'air : 20 % en volume
Concernant mes recherches :
J'ai réussis à équilibrer la réaction chimique :
2C6H10 + 12O2 ----> 12CO2 + 10H20
Le problème c'est que j'hésite entre deux hypothèses :
La première : Comme l'air se trouve ici dans le dioxygène et non dans la cellulose (puisqu'il n'y a aucune liaison entre deux oxygènes) alors il faut que je calcule la quantité de matière de 12 O2. Grâce à cela je pourrait trouver le volume d'air.
Pour cela j'utilise la formule :
n=N/Na où n est la quantité de matière; N le nombre d'entité(s) étudiée(s) et Na la constante d'avogado environ égale à 6,02e23/mol.
Ainsi n= 1,99 mol (arrondi au centième de mol près) et V= 47,76 L.
L'autre hypothèse serait de calculer la quantité de matière de la cellose et de la sommer avec celle du dioxygène. Pour cela j'utiliserai la formule : n= m/M où m est la masse d'un corps en g et M est la masse molaire en g/mol.
Est-ce que l'air est présente dans la cellulose ?
Pouvez-vous m'orienter pour trouver la solution ?
Merci d'avance !
Salut 
!
Ton équation est bien équilibrée.
Ensuite, pourquoi ne pas faire un tableau d'avancement classique ?
Etat initial ?
Etat intermédiaire ?
Etat maximal ?
Quel est le réactif limitant ?
Enfin bref, j'attends une réponse détaillée sur le sujet
Bonsoir !
Alors voici ce que j'ai trouvé :
On cherche n(cellulose)= m(cellulose)/M(cellulose)
m(cellulose)=6,5 kg = 6,5e3
M(cellulose)= 6MC+10MH+5MO = 6x12+10x1+5x16= 162g/mol
n(cellulose)=6,5e3/162=40,12 mol
On cherche également n(dioxygène)= N(dioxègène)/Na
Na= 6,02e23
N=1 (puisqu'il s'agit d'une molécule de dioxygène)
n(dioxygène)=1/6,02e23 =1,66e-24 mol
Ainsi, on obtient :
| équation chimique | 2C6H10O5+12O2 -------->12CO2 +10H20 |
| Etat du sytème|Avancement(mol) | Quantité de matière (en mol) |
Bonsoir !
Alors voici ce que j'ai trouvé :
On cherche n(cellulose)= m(cellulose)/M(cellulose)
m(cellulose)=6,5 kg = 6,5e3
M(cellulose)= 6MC+10MH+5MO = 6x12+10x1+5x16= 162g/mol
n(cellulose)=6,5e3/162=40,12 mol
On cherche également n(dioxygène)= N(dioxègène)/Na
Na= 6,02e23
N=1 (puisqu'il s'agit d'une molécule de dioxygène)
n(dioxygène)=1/6,02e23 =1,66e-24 mol
Après avoir utiliser ce tableau d'avancement (complètement foiré sur ordi)
je trouve que le réactif limitant est le dioxygène
Démonstation :
Si la cellulose est le réactif limitant alors :
40,12-2x = 0 soit x = 20,06
Si le dioxygène est le réactif limitant alors :
1,66e-24 - 12x =0 soit x = 1,38x10e-25
Comme 1,38x10e-25<20,06.
Ainsi, le réactif limitant est le dioxygène.
Merci pour votre conseil, néanmois je ne vois pas le rapport direct avec l'air.
A très bientôt j'espère
Salut,
Ton calcul de la quantité de matière initiale en cellulose est correct.
En revanche, ton raisonnement est complètement erroné ...
En effet, si on reprend l'équation bilan :
Pour 2 moles de cellulose réagissant avec 12 moles de dioxygène, il se forme 12 moles de dioxyde de carbone et 10 moles d'eau.
Or 1 mole = 6,02.1023 molécules, donc comment veux-tu avoir qu'une seule molécule de dioxygène réagisse avec cette quantité de cellulose ?
Le fait qu'on te demande de trouver le volume de dioxygène nécessaire à une combustion complète de la cellulose signifie implicitement qu'on se place dans des proportions stœchiométriques.
Hypothèse : pour trouver , on suppose que les réactifs ont été introduits dans des proportions stoechiométriques.
Donc ?
Bonjour !
Supposons que la quantité de doxygène soit correcte, est-ce que mon tableau d'avancement le serait également ?
Après avoir analysé votre question, je pense que le problème provient du calcul de la quantité de dioxygène. Or pour la trouver je ne dois pas tenir compte de son coefficient stochiométrique puisque je m'en sers que pendant l'état intermédiaire ..
Je profite de votre absence pour vous proposer mes recherches !
Comme la combustion de la bûche a été complète alors je me place dans des coefficients stoechiométriques.
Donc n(cellulose)/n(dioxygène)=2/12 soit 40,12/n(dioxygène)=1/6
soit n(dioxygène)=6x40,12=240,72 mol
Maintenant que je connais la quantité de dioxygène dans ma réaction, je peux
connaître son volume d'air :
Comme V=24L/mol alors V(dioxygène)=24x240,72=5777,28 L.
J'attends avec impatience votre avis !
Supposons que la quantité de doxygène soit correcte, est-ce que mon tableau d'avancement le serait également ?
Tu ne l'as pas rempli, donc difficile de te dire si c'est correct ou pas.
Après avoir analysé votre question, je pense que le problème provient du calcul de la quantité de dioxygène. Or pour la trouver je ne dois pas tenir compte de son coefficient stochiométrique puisque je m'en sers que pendant l'état intermédiaire ..
Que signifie introduire des réactifs dans des proportions stoechiométriques ?
Quel impact sur l'état maximal (remplir le tableau d'avancement) ?
Donc n(cellulose)/n(dioxygène)=2/12 soit 40,12/n(dioxygène)=1/6
Y'a de l'idée !
Cela mérite que je t'explique davantage.
Je ne ferai pas le tableau d'avancement, mais si tu le fais, tu retrouveras le même résultat.
Pour 2 moles de cellulose réagissant avec 12 moles de dioxygène, il se forme 12 moles de dioxyde de carbone et 10 moles d'eau.
Donc si les réactifs sont introduits dans des proportions stoechiométriques, on a :
or
Finalement,
Si tu fais l'application numérique, tu retrouves bien ton résultat
?En effet lorsque je passe à l'application numérique je retrouve le même résultat
Vm=24L/Mol
n(cellulose)= 40,12mol
D'où V(dioxygène)= 6x40,12x24=5777,28 L
Néanmois, il y a quelque chose que je ne comprend pas!
Mathématiquement la proportionnalité stoechyométrique s'écrit :
n1/n2=a/b avec n1 la quantité de matière d'une espèce X et a son coefficient
n2 la quantité de matière d'une espèce Y et b son coefficient
Ce qui équivaut à :
b*n1=a*n2 et non n1/a=n2/b ?
Ou si je me place à l'avancement maximal :
n(A) - a.xmax = 0 <=> xmax = n(A)/a
n(B) - b.xmax = 0 <=> xmax = n(B)/b
et donc dans les proportions stoechiométriques :
n(A)/a = n(B)/b
Ok ?
Ah d'accord !
Pour ne pas rémédier ces quelques erreurs j'ai quelques questions à vous poser (désolé pour la banalité !)
Premièrement, pourquoi la formule n=N/Na était-elle maladroite dans cet exercice ?
Deuxièmement, est-ce qu'il y a un réactif limitant lorsque l'on se trouve dans des proportions stoechyométriques ?
Premièrement, pourquoi la formule n=N/Na était-elle maladroite dans cet exercice ?
Tu ne connais pas le nombre de molécules intervenant dans la réaction de combustion !
Aussi est-il préférable d'employer les formules usuelles (n = n/M ou n = V/Vm).
En plus, tu avais fait une grave erreur, à savoir considérer qu'une seule misérable molécule de O2 réagissant avec près de 40 mol = 40*6,02.10^23 molécules de cellulose !!!
Deuxièmement, est-ce qu'il y a un réactif limitant lorsque l'on se trouve dans des proportions stoechyométriques ?
Dans les proportions stoechiométriques, les deux réactifs sont limitants.
C'est pratique dans les réactions de dosage ou encore quand on cherche à connaître la quantité de O2 nécessaire pour brûler tout le cellulose (dans notre exercice).
.
Annuler
connectez vous