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Niveau terminale
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Décomposition de l'eau oxygénée

Posté par
Diiane
08-10-08 à 16:46

Bonjour à tous!
Petit soucis pour moi, devant cet exercice...

On étudie à 20°C la décomposition de l'eau oxygénée H2O2 en eau et en dioxygène, en présence d'un catalyseur. A l'instant t=0, la concentration en eau oxygénée est 60 mmol.L-1. Dans un volume total de liquide 40 mL. On mesure V(t) de dioxygène dégagé sous une pression constante de 101.3 kPa. On obtient les résultats suivants:
t(min)        0        5       10       15        20        30
V(t) (mL)   0      6.2    10.9    14.6     17.7     21.0

a. Écrire l'équation de la réaction de décomposition de l'eau oxygénée mettant en jeu une mole de H2O2.
       Ici, j'ai répondu: H2O2 + 2h+ + 2e- -> 2h2O

b. Calculer le volume molaire des gaz dans les conditions de l'expérience.
       Là je comptais utiliser la formule Vm = V/n , mais je ne sais pas s'il faut, pour V, que je prenne le volume total 40mL ou bien si je dois calculer pour chaque résultat ?!

c.Déterminer l'avancement de la réaction aux divers instants considérés.
       Ici, c'est un tableau d'avancement que je dois faire?

Merci d'avance =)

Posté par
122155
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 16:50

Salut:
H2O2 + 2H+ + 2e- -> 2H2O
  correct.

Posté par
Diiane
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 16:52

=)
Merci!

J'suis rassurée, j'ai plutôt du mal à faire des équations de réaction.

Pour le b), savez vous si je dois utiliser le volume de chaque temps, afin de calculer un a un leur volume molaire; ou si je dois prendre le volume 40 mL ?

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 16:54

Salut!

a) Toi tu as écrit une des deux demi-équations...

Tu dois obtenir du dioxygène et de l'eau... Bien sûr tu n'as qu'un seul réactif puisque c'est une dismutation...

b) Oui pour la formule... 40 mL c'est le volume de liquide... Tu dois prendre le volume max de O2 formé...
Tu as des possibilités avec pV = nRT aussi...

c) Tu peux pour trouver la relation à l'équivalence...
En principe x = n(O2)formée

Posté par
122155
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 16:54

pour Calculer le volume molaire des gaz dans les conditions de l'expérience tu dois utiliser le volume du gaz (et non pas celui de la solution).

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 16:56

Désolé j'étais en train d'écrire dc je n'avais pas vu ton intervention 122155

Posté par
122155
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 16:58

voici l'équation que tu dois trouver:

2  H2O2  = 2 H2O   +  O2

Posté par
Diiane
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 16:59

Ce qui veut dire qu'en fait j'ai faux au a) ?!
Oh non...

donc:  H2O2 -> H2O + 2O ?

En fait, je comprends pas pourquoi j'ai faux...

Posté par
122155
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 16:59

Salut shadowmiko

Posté par
122155
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 17:00

oui oui regardes bien la question posée:
la décomposition de l'eau oxygénée H2O2 en eau et en dioxygène.

Posté par
Diiane
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 17:01

Pourquoi mettez-vous "2" H2O ?
Si on en met pas d'un côté, on en met pas de l'autre et c'est quand même équilibré, par exemple comme je l'ai mis dans mon dernier message posté, non ?

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 17:03

Il faut équilibrer les O...

Posté par
Diiane
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 17:07

Et on ne peut pas mettre, de O tout seul ?

Donc oui, dans ces cas là je suis d'accord, 2H2O2 -> 2H2O + 2O

Mais, dans la question, il y a marqué "mettant en jeu une mole de H2O2", donc il ne devrait pas y en avoir qu'un H2O2 à gauche?

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 17:07

Non puisqu'il se forme du dioxygène O2!

Posté par
122155
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 17:12

b. pour Calculer le volume molaire des gaz dans les conditions de l'expérience.
tu as P.V=nRT
=> le volumemolaire ds les condition de l'expérience est :
\frac{V}{n}=\frac{R.T}{P}=\frac{8,314J.mol^-^1.K^-^1.293,15K}{101,3 .10^3Pa}=0,024m^3/mol=24L/mol

Posté par
122155
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 17:15

pardon j'ai mal utilisé les balise ,voici ce que je voulait écrire:
2H2O2 -> 2H2O + O2

Posté par
Diiane
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 17:15

Oulah, les J/mol et toutes les unités, j'aime pas trop ça, je les connais pas assez et je ne sais même pas ce que sont R et T.

Il est pas possible de le faire avec Vm=V/n ?

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 17:18

Tu n'avais pas mal utilisé les balises 122155...

R c'est la constante, elle vaut 8,314 SI et T c'est la température en kelvins...

Tu ne connais pas n puisque tu dois le calculer dans la question suivante (n c'est l'avancement)

Posté par
Diiane
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 17:19

Ah, d'accord, moi je prenais n comme quantité de matière, c'est faux?

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 17:19

Comment as-tu déterminé n?

Posté par
122155
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 17:20

aucun autre moyen n'est possible pour répondre à la question sauf celui que j'ai utilsé.

Posté par
122155
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 17:21

tu es un élève de terminal , tu ne dois pas dire(les J/mol et toutes les unités, j'aime pas trop ça, je les connais pas assez et je ne sais même pas ce que sont R et T.)

Posté par
Diiane
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 17:22

Beh, dans mon cours de l'année dernière, il y avait marqué: "le volume molaire se calcule avec Vm = V/n "

Posté par
122155
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 17:23

voir le message Posté le 08-10-08 à 17:12.

Posté par
Diiane
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 17:23

Ah, donc puisque je suis en terminale, je ne dois pas avoir de difficultés?

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 17:24

En principe, ces formules sont vues en seconde...

Posté par
Diiane
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 17:25

Oui, peut-être, toujours est-il que je les ai revues l'année dernières, et donc, elle n'est pas utilisable dans ce cas là?

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 17:27

Non puisque tu n'as pas n...
n t'es donné par l'avancement qu'on te demande à la question suivante

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 17:27

Relis le post de 16h54

Posté par
Diiane
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 17:28

Faut avoir de la patience avec moi dis donc.

Ok, j'ai compris. Par contre, j'ai encore des questions...
Comment vous trouvez l'unité du résultat du b) ?


Merci beaucoup

Posté par
122155
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 17:32

comme tu n'aS pas n et tu connais que :
PV=n RT
on ne te demande que le volume molaire qui est :
V/n
et qui v=n'est autre que  :
RT/P
d'après la relation en haut.
alors :
V_M=\frac{V}{n}=\frac{RT}{P}

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 17:32

L.mol-1? car c'est l'unité du système international...

A la base tu as V/n donc des litres divisés par des mol...

Posté par
Diiane
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 17:33

Ah oui d'accord!

Merci, j'essaye de retenir =)

Posté par
Diiane
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 17:34

oui, ok mais pour les m3.mol-1?

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 17:35

Ca dépend des valeurs que tu prends à la base... Si tu prends ton volume en m3 tu auras des m3.mol-1...

1 m3 = 1000 L

Posté par
Diiane
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 17:36

Oki d'ac.
Je m'essaye au tableau d'avancement du c).

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 17:36

Et puis je te rappelle que pour pV = nRT tu dois avoir:

- V en m3
- n en mol
- T en K
- p en Pa

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 17:37

Ok

Posté par
Diiane
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 17:50

                   H2O2 -> 2H2O + O2
E.I.  (xn=0)           1                             0                 0
En cours (x)        1-2x                          2x               x
E.F. (xmax)          1-2max                      2max            xmax

La quantité de dioxygène formé est nO2 = VO2/Vn = VO2/24 (L.mol-1)

Et maintenant, il faut que je face un tableau du genre:
Temps (s)            0   5   10   15   20   30
VO2
nO2
x


C'est ça ?

Posté par
Diiane
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 17:51

Oups, je n'ai pas aligné la ligne de l'équation avec l'E.I., désolé...

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 17:53

Pourquoi une mole pour l'eau oxygénée?

Sinon c'est ok pour les coeff...

n(O2)formée = xmax

Oui pour ton tableau d'évolution

A quoi correspond l'avancement ici?

Posté par
Diiane
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 17:53

Et ce n'est pas nO2 = VO2/Vn  mais nO2 = VO2/VM

Encore désolée...

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 17:53

C'est pas grave pour l'alignement, on comprend très bien

Posté par
Diiane
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 17:57

Merci =)

Donc n(O2)formée, je le met à la place de nO2?

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 17:59

Oui...

Tu n'as pas répondu à ma question?

A quoi correspond l'avancement ici?

Posté par
Diiane
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 18:01

Ah pardon!

L'avancement correspond à la décomposition de la réaction...?

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 18:03

L'avancement c'est une quantité de matière...

Ici il correspond à la quantité d ematière de dioxygène formée...

Donc x = n(O2)formée

Posté par
Diiane
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 18:07

Ah bah oui, en plus je l'ai écris en dessous de mon tableau
Donc limite, dans mon deuxième tableau, ma dernière ligne ne sert à rien...
Et n(O2)formée est bien en mol?


Merci beaucoup en tout cas, tout s'éclaircit ça fait du bien =)

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 18:20

Oui une quantité de matière s'exprime tjs en mol

Posté par
Diiane
re : Décomposition de l'eau oxygénée 08-10-08 à 18:23

D'accord, donc par exemple dans mes trois premières colonnes du tableau, j'aurai:

Temps (s)            0     5     10  
VO2                     0    6.2   10.9
n(O2)formée           0    0.25   0.45

?

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