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Combustion éthanol/équation-bilan
Bonjour à tous, je suis nouvelle sur ce forum et j'ai besoin de votre aide pour réussir à finir mon DM de physique-chimie !
Il ne me reste plus qu'un exercice à faire et qui a pour énoncé :
"De l'éthanol de formule C2H6O réagit avec le dioxygène de l'air lors d'une combustion complète. Il ne se forme alors que du dioxyde de carbone et de la vapeur d'eau."
On me demande donc différentes choses :
1) Ecrire l'équation-bilan équilibrée de la réaction
2) Dans les conditions stoechiométriques, on fait brûler 0,2 mol d'éthanol. Quelle quantité de dioxygène est alors nécessaire ?
3) Quelles quantités de produits obtient-on ?
4) Quel est le volume de dioxyde de carbone dégagé lors de la combustion de 0,5 mol d'éthanol sachant que dans les conditions de l'expérience Vm(gaz)= 25 L.mol-1
Donnée : Une mole de gaz, quelle que soit sa nature, occupe le même volume molaire noté Vm
J'ai commencé à répondre aux 3 premières questions mais je ne suis pas du tout sûre de ce que j'ai fait, et pas vraiment à l'aise... et pour la question 4 je ne comprends pas du tout. 
Voici ce que j'ai commencé à faire :
1) C2H6O + O2 → CO2 + H2O
Équation équilibrée : C2H6O (g) + 3O2 (g) → 2CO2 (g)+ 3H2O (g)
2) Une mole d'éthanol brûle complètement avec trois moles de dioxygène.
donc 0,20 mol d'éthanol brûle complètement avec trois moles de dioxygène.
0,20 * 3 = 0,60
donc 0,20 mol d'éthanol brûle complètement avec 0,60 mol de dioxygène.
Il faut donc 0,60 mol de dioxygène.
3) n= m/M donc m=M*n
MH = 1,0 g.mol-1
MO = 16,0 g.mol-1
MC = 12,0 g.mol-1
Masse de H2O :
M(H2O) = 2MH + 1MO
= 2*1 + 1*16 = 18 g.mol-1
m = 0,6*18 = 10,8g
Masse de CO2 :
M(CO2) = 1Mc + 2MO
= 1*12 + 2*16 = 44 g.mol-1
m = 0,40*44 = 17,6g
Merci d'avance pour votre aide. 
Salut,
Je te souhaite tout d'abord la bienvenue sur le forum : quel plaisir de voir un premier topic qui respecte les règles et qui propose des pistes 
________
1) C2H6O + O2 => CO2 + H2O
Équation équilibrée : C2H6O (g) + 3O2 (g) => 2CO2 (g)+ 3H2O (g)
TB
2) Une mole d'éthanol brûle complètement avec trois moles de dioxygène.
donc 0,20 mol d'éthanol brûle complètement avec trois moles de dioxygène.
0,20 * 3 = 0,60
donc 0,20 mol d'éthanol brûle complètement avec 0,60 mol de dioxygène.
Il faut donc 0,60 mol de dioxygène.
Oui, il faut lire l'équation-bilan, pense cependant à raisonner en littéral avant de dérouler l'application numérique : 1 mole d'éthanol réagit avec 3 mole de dioxygène dans les proportions stoechiométrique. On peut donc écrire :
TB
3) Il faut que tu utilises de nouveau l'équation-bilan pour justifier les quantités de matière produites lorsque les réactifs ont été introduits dans des proportions sotechiométriques :
donc et
n= m/M donc m=M*n
M(H) = 1,0 g.mol-1
M(O) = 16,0 g.mol-1
M(C) = 12,0 g.mol-1
Masse de H2O :
M(H2O) = 2M(H) + 1M(O)
= 2*1 + 1*16 = 18 g.mol-1
m = 0,6*18 = 10,8g OK
Masse de CO2 :
M(CO2) = 1M(C) + 2M(O)
= 1*12 + 2*16 = 44 g.mol-1
m = 0,40*44 = 17,6g OK
Pour la question 4 :
Quel est le volume de dioxyde de carbone dégagé lors de la combustion de 0,5 mol d'éthanol sachant que dans les conditions de l'expérience Vm(gaz)= 25 L.mol-1
ni(C2H6O) = 0,5 mol
ni(O2) en excès
On comprends déjà que le réactif limitant est l'éthanol : ni(C2H6O) - xmax = 0
soit xmax = 0,5 mol.
D'après l'équation-bilan, il se forme donc nf(CO2) = 2xmax = 1,0 mol
or une quantité de matière d'un gaz peut s'écrire sous la forme nf(CO2) = Vf(CO2)/Vm
avec Vm le volume molaire et Vf(CO2) le volume de CO2 dégagé par la combustion complète.
Finalement Vf(CO2) = nf(CO2)*nf(CO2) = ... mol.
Remarque : pour la question 3 tu pouvais peut-être davantage déduire le volume de CO2 dégagé (plus pertinent pour un gaz) que sa masse.
Merci pour ta réponse gbm !
Donc pour la question 2, si j'ai bien compris, le "ni" correspond à la quantité d'éthanol (c'est-à-dire 0,2 mol ici) ?
Dans ce cas cela ferait ni(O2) = 3*0,20 = 0,60, ce qui correspond bien à ce que j'ai trouvé, mais je ne comprends pas trop pourquoi l'on divise par 1 et par 3 ?
Même question pour la 3 même si je pense avoir compris le principe dans l'ensemble ! Mais pour déduire le volume de CO2 dégagé, de quelle formule ai-je besoin ?
Je propose C = n/V mais je ne connais pas C donc ça me paraît peu probable
... peut-être que je ne suis pas du tout sur la bonne piste :/
(je regarde pour la question 4)
Je m'excuse d'avance pour le double-post, je pensais que l'on pouvais éditer ses messages... 
C'était juste pour savoir si le volume de dioxyde de carbone dégagé est bien 25mol car j'ai fait
Vf(CO2) = nf(CO2)*Vm à la place de Vf(CO2) = nf(CO2)*nf(CO2) car je n'ai pas vraiment compris...
Ce qui fait : Vf(CO2) = nf(CO2)*Vm = 1*25 = 25 mol
Re,
Alors :
Donc pour la question 2, si j'ai bien compris, le "ni" correspond à la quantité d'éthanol (c'est-à-dire 0,2 mol ici) ?
Relis ce que j'ai écris :
Dans ce cas cela ferait ni(O2) = 3*0,20 = 0,60, ce qui correspond bien à ce que j'ai trouvé, mais je ne comprends pas trop pourquoi l'on divise par 1 et par 3 ?
C'est pourtant ce que tu as fait en calculant les masses produites en eau et dioxyde de carbone :
Masse de H2O :
m = 0,6*18 = 10,8g
Masse de CO2 :
m = 0,40*44 = 17,6g OK
En effet, dans lorsque les réactifs sont introduits dans des proportions stoechiométriques, tu peux exprimer une égalité en quantités de matière, en divisant chaque espèce par son coefficient stoechiométrique de l'équation-bilan :
1C2H6O (g) + 3O2 (g) => 2CO2 (g)+ 3H2O (g)
Pour 1 mole de C2H6O réagissant avec 3 moles de O2 peut s'écrire également de cette façon :
C'est le même raisonnement que je fais pour les produits, valable lorsque les réactifs ont été introduits dans des proportions stoechiométriques.
Remarque : c'est ce que tu retrouves par un tableau d'avancement de la réaction. En effet, dans des proportions stoechiométriques, tous les réactifs introduits ont réagi :
ni(C2H6O) - xmax = 0 <=> xmax = ni(C2H6O)
ni(O2) - 3xmax = 0 <=>xmax = ni(O2)/3
donc ni(C2H6O) = ni(O2)/3 dans ce cas particulier.
Vf(CO2) = nf(CO2)*Vm à la place de Vf(CO2) = nf(CO2)*nf(CO2) car je n'ai pas vraiment compris...
Ce qui fait : Vf(CO2) = nf(CO2)*Vm = 1*25 = 25 mol
Horreur ! Un volume ne s'exprime pas en mol mais en L
Vf(CO2) = nf(CO2)*Vm = 1*25 = 25 L
_________
De manière générale :
* une quantité de matière d'un solide (exemple une espèce chimique avant qu'elle soit dissoute dans de l'eau) conduira à utiliser souvent la formule n = m/M ;
* une quantité de matière d'une espèce chimique dissoute dans l'eau (donc en solution) conduira à utiliser souvent la formule C = n/V ;
* une quantité de matière d'une espèce gazeuse conduira à utiliser souvent la formule n = V/Vm ;
Surtout, dans les 3 cas évoqués, ne jamais oublier la toute première formule : n = N/na.
Re !
Encore merci pour tes explications, je pense avoir mieux compris et ai réussi à finir mon DM.
Horreur ! Un volume ne s'exprime pas en mol mais en L
Effectivement ! Je pense que c'était la fatigue
Je garde tes corrections/remarques/explications sous le coude car elles sont très intéressantes !
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