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Corrosion des gouttières

Posté par
brembo
08-09-12 à 08:49

Bonjour,
j'ai ai un exercice que je n'arrive pas a résoudre,
si quelqu'un peux m'aider...

Exercice 3 - Corrosion des gouttières (5 points)
Les pluies sont naturellement acides à cause du dioxyde de carbone présent dans l'atmosphère.
De plus, la combustion des matières fossiles (charbon, pétrole et gaz) produit du
dioxyde de soufre et des oxydes d'azote qui amplifient ce phénomène d'acidification.
Lorsque les pluies s'écoulent des toits, elles sont recueillies par des gouttières métalliques
constituées de zinc.
Le zinc est un métal qui réagit en milieu acide selon la réaction d'équation :
Zn (s) + 2 H3O+ = Zn++ (aq) + H2 (g) + 2 H2O (l)
On considère le passage de 5 L d'eau acidifiée à raison d'une concentration en ion oxonium
:
[H3O+] = 1,0.10(puissance)-4 mol.L(puissance)-1
sur une gouttière de zinc de masse 500,0 g.
1 De quelle quantité initiale de zinc dispose-t-on ? (0,5 point)
2 De quelle quantité initiale d'ions oxonium dispose-t-on ? (0,5 point)
3 Construire un tableau de quantité de matière des espèces chimiques, faisant apparaître
l'avancement x. (1,5 point)
4 Quel est le réactif limitant ? Justifier la réponse. (1 point)
5 Quelle masse maximale de dihydrogène peut-on obtenir si le réactif limitant est entièrement
consommé à l'état final ? (0,5 point)
6 Quel volume de dihydrogène gazeux cette masse correspond-elle (à 25°C et à la pression
atmosphérique) ? (1 point)
Données : Masses molaires atomiques (en g.mol-1) : Zn : 65,4 ; H : 1,0.
Volume molaire VM d'un gaz à 25°C et à la pression atmosphérique : 24,0 L.mol-1.

Voila ce que j'ai fais :
1) On dispose de 500,0 g de zinc initialement.


2) On dispose de 5,0.10-4 d'ions oxonium initialement, étant donné qu'il y a 5 litres d'eau et que la quantité d'ions oxonium pour 1 litre d'eau est de :  1,0 .10-4

3) tableau :cf. en fin de copie

4) Si le zinc est le réactif limitant, alors il est totalement consommé donc n(Zn)i - xmax = 0  alors xmax= n(Zn)i =

xmax == 7,6.10-3 mol
Si l'ion oxonium est le réactif limitant alors n(H3O+)i - 2xmax = 0, soit xmax =n(H3O+)i/2 = 1,5.10-2 mol
(je n'ai pas réussi à intégré le « 3 » en petit dans la division, alors j'ai mis « / » pour signifier la division.

Le réactif limitant est le zinc car il conduit à la valeur de l'avancement maximal la plus faible,
xmax = 7,6×10-3 mol = 7,6 mol

Si quelqu'un peux m'aider pour les questions 5 et 6...
Je vous remercie.

Posté par
Iamat
re : Corrosion des gouttières 08-09-12 à 08:58

Salut

1) je pense qu'on te demande une quantité de matière en mol
2) ok
3)??
4) ça mm'étonnerait
5) en admettant que 4 soit juste
Zn (s) + 2 H3O+ = Zn++ (aq) + H2 (g) + 2 H2O (l)

d'après l'équation si tu consommes xmol de Zn, combien de mol de H2 tu obtiens?

6) Volume = n*volume molaire

Posté par
brembo
re : Corrosion des gouttières 08-09-12 à 09:57

6) comment calculer le nombre de mole du dihydrogène ?

Posté par
Iamat
re : Corrosion des gouttières 08-09-12 à 11:43

il faut répondre à la question 5 pour pouvoir répondre à la 6

mais pour cela il faudra répondre à la 1, ce qui te permettra de corriger ta réponse à la 4

ton erreur à la 4 vient certainement des unités en quelle unité as tu mis la masse de zinc?
en quelle unité est la masse molaire?
et d'où sors tu que n(H3O+)i/2 = 1,5.10-2 mol ?

Posté par
brembo
re : Corrosion des gouttières 08-09-12 à 12:03

Je ne sais pas comment convertir 500,0g de zinc.

Posté par
Iamat
re : Corrosion des gouttières 08-09-12 à 22:08

nombre de mole = masse/masse molaire

Posté par
brembo
re : Corrosion des gouttières 09-09-12 à 10:08

500/65,4 = 7,64 mol
C'est bon ?

Posté par
brembo
re : Corrosion des gouttières 09-09-12 à 11:34

Voici ma nouvelle réponse pour la question 4) :

4) Si le zinc est le réactif limitant, alors il est totalement consommé donc n(Zn)i - xmax = 0  alors xmax= n(Zn)i =

xmax == 7,64 mol
Si l'ion oxonium est le réactif limitant alors n(H3O+)i - 2xmax = 0, soit xmax =n(H3O+)i/2 = 5,0 X 10-4/2 = 0,00025 = 25.10-5 mol
Le réactif limitant est l'ion oxonium car il conduit à la valeur de l'avancement maximal la plus faible,
xmax = 25.10-5 mol

Posté par
missvictoria
re : Corrosion des gouttières 10-09-12 à 13:15

Bonjour Brembo j'ai exactement le même exercice que toi en physique je suis au cned.
1) il faut que tu trouve la quantité initiale de zinc
donc n(x)= m(x) / M(x)
- n(x) : quantité de matière en mol.
- m(x) : masse en gramme (m).
- M(x) : masse molaire en g.mol^-1.

Dans l'énoncé on te donne la masse du zinc (en gramme) et la masse molaire atomiques du zinc (en g.mol^-1). A toi de faire le calcul maintenant.

2) tu as juste
3) tu dois faire un tableau faisant apparaître l'avancement x.
4) tu as juste pour le post (Posté le 09-09-12 à 11:34)
5) Je n'y arrive pas non plus
6) Je n'y arrive pas non plus.

Posté par
brembo
re : Corrosion des gouttières 10-09-12 à 13:24

Bonjour, moi aussi je suis au cned en 1ere S et toi ?
1)
500/65,4 = 7,64 mol
C'est bon ?
Pour le tableau de la question 3, je l'ai fait mais je n'arrive pas à le mettre sur le forum...
mais je pense que c'est bon.
On pourrai peut être s'aider ?

Posté par
missvictoria
re : Corrosion des gouttières 10-09-12 à 13:35

Je suis aussi en 1ère S comme toi
Pour le 1) c'est bon
Oui on peut s'aider si tu veux. Tu viens d'où?

Posté par
brembo
re : Corrosion des gouttières 10-09-12 à 13:45

J'habite à noiron sous gevrey en Côte d'or, et toi ?

Posté par
missvictoria
re : Corrosion des gouttières 10-09-12 à 13:46

Moi j'habite à lyon.
Tu y es arrivé pour le 5 et 6?

Posté par
Barbidoux
re : Corrosion des gouttières 11-09-12 à 09:03

Exercice 3 - Corrosion des gouttières (5 points)
Les pluies sont naturellement acides à cause du dioxyde de carbone présent dans l'atmosphère.
De plus, la combustion des matières fossiles (charbon, pétrole et gaz) produit du
dioxyde de soufre et des oxydes d'azote qui amplifient ce phénomène d'acidification.
Lorsque les pluies s'écoulent des toits, elles sont recueillies par des gouttières métalliques
constituées de zinc.
Le zinc est un métal qui réagit en milieu acide selon la réaction d'équation :
Zn (s) + 2 H3O+ = Zn++ (aq) + H2 (g) + 2 H2O (l)
On considère le passage de 5 L d'eau acidifiée à raison d'une concentration en ion oxonium
:
[H3O+] = 1,0.10(puissance)-4 mol.L(puissance)-1
sur une gouttière de zinc de masse 500,0 g.
1 De quelle quantité initiale de zinc dispose-t-on ? (0,5 point)
----------------
n(Zn)=m(Zn)/M(Zn)=500/65.4=7.65 mol
----------------
2 De quelle quantité initiale d'ions oxonium dispose-t-on ? (0,5 point)
----------------
n(H3O^(+))=[H3O^(+)]*V=5*10^(-4) mol
----------------
3 Construire un tableau de quantité de matière des espèces chimiques, faisant apparaître
l'avancement x. (1,5 point)
----------------
..........Zn(s)+2*H3O^(+) -->Zn^(2+)(aq)+H2(g)+2*H2O(l)
t=0........(a).....(b).............(0)...........(0).....(excès)
t..........(a-x)..(b-2*x)..........(x)...........(x).....(excès)
où a est le nombre de mole intial de zinc, b le nombre de mole intial de moles d'ion H3O^(+) et x l'avancement de la réaction. La réaction est supposée totale (non inversible) et l'avancement final égal à l'avancement maximal obtenu lors de l'épuisement d'un réactif ou des réactifs s'ils sont initialement présents dans les proportions stoechiométriques de la réaction.

----------------
4 Quel est le réactif limitant ? Justifier la réponse. (1 point)
----------------
On est dans le cas où a>b/2 et l'ion H3O^(+) est le réactif limitant. L'état final est obtenu lorsque x=b/2
..........Zn(s)+2*H3O^(+) -->Zn^(2+)(aq)+H2(g)+2*H2O(l)
tfin.......(a-b/2)..(0)..........(b/2).......(b/2).....(excès)

----------------
5 Quelle masse maximale de dihydrogène peut-on obtenir si le réactif limitant est entièrement
consommé à l'état final ? (0,5 point)
----------------
m(H2)=n(H2)*M(H2)=2.5*10^(-4) g
----------------
6 Quel volume de dihydrogène gazeux cette masse correspond-elle (à 25°C et à la pression
atmosphérique) ? (1 point)
----------------
V=n(H2)*Vm(H2)=2.4*10^(-4)*24000=5.76 cm^3
----------------

Posté par
missvictoria
re : Corrosion des gouttières 11-09-12 à 10:24

Bonjour Barbidoux,

J'ai le même exercice et je ne comprend pas comment vous trouvez dans l'exercice 5) m(H2)=n(H2)*M(H2)=2.5*10^(-4) gramme
sachant que m(H2)=n(H2)*M(H2)= 2,5*10^(-4) * (2*1,0)= 5*10^(-4).

Pour l'exercice 6 je ne comprend pas non plus pourquoi vous marquer V=n(H2)*Vm(H2)=2.4*10^(-4)*24000=5.76 cm^3
sachant que n(H2)= 2,5*10^(-4)et pourquoi avez-vous convertit 24,0 L = 24000 cm^3 ?

Posté par
missvictoria
re : Corrosion des gouttières 11-09-12 à 10:35

Pour le 6) j'aurais fait V= n(H2)* Vm(H2)= 2,5*10^(-4) * 24,0 = 6*10^(-3) L

Posté par
Barbidoux
re : Corrosion des gouttières 11-09-12 à 11:26

J'ai le même exercice et je ne comprend pas comment vous trouvez dans l'exercice 5) m(H2)=n(H2)*M(H2)=2.5*10^(-4) gramme
sachant que m(H2)=n(H2)*M(H2)= 2,5*10^(-4) * (2*1,0)= 5*10^(-4).
----------------
Pour l'exercice 6 je ne comprend pas non plus pourquoi vous marquer V=n(H2)*Vm(H2)=2.4*10^(-4)*24000=5.76 cm^3
sachant que n(H2)= 2,5*10^(-4)
----------------
Oui ce sont des fautes d'inattention et je suis allé trop vite dans les applications numériques ....
m(H2)=n(H2)*M(H2)= 2,5*10^(-4) * (2*1,0)= 5*10^(-4) g
et bien sur
V=n(H2)*Vm(H2)=2.5*10^(-4)*24000=6.00 cm^3
----------------
et pourquoi avez-vous convertit 24,0 L = 24000 cm^3 ?
----------------
Simplement par ce que j'arrive mieux à m'imaginer ce que représente ce volume exprimé en cm^3 qu'en litre mais rien ne t'empêche de l'exprimer en litre.

Posté par
missvictoria
re : Corrosion des gouttières 11-09-12 à 11:28

D'accord je vous remercie



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