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Décomposition du Bromure de cobalt

Posté par
pikluc1315
29-03-21 à 20:12

Bonsoir; je me tourne vers vous car je ne comprends pas comment faire la question 4

Un récipient de volume V=2,0 L contient initialement 0,5 mol de COBr2, qui se décompose à
346 K selon la réaction :
COBr2(g) = CO(g) + Br2(g)

1) Déterminer la composition du système à l'équilibre, sachant que la constante
d'équilibre vaut K0 = 5,46.

2) En déduire le pourcentage de COBr2 décomposé à cette température.

3) L'équilibre précédent étant réalisé, on ajoute 2,0 mol de monoxyde de carbone (CO).
Y a-t-il évolution suite à cet ajout ? Si oui, dans quel sens ?

4) Déterminer la composition à l'équilibre du système final.


Pour la première question j'ai trouvé ksi=0.35
Il me reste donc 0.15 mol de COBr2 ; 0.35 mol de CO et 0.35 mol de Br2

Pour la seconde question j'en ai déduis 70% de COBr2 décomposé

Pour la troisième question j'ai dis qu'on a ajouté un produit à l'équilibre et par conséquent que le système évoluait dans le sens indirect

J'espère que les résultats précédents sont bons

Cependant pour la 4 je ne vois pas par où commencer; dois-je reprendre l'équation dans le même sens ?

Posté par
vanoise
re : Décomposition du Bromure de cobalt 29-03-21 à 20:20

Bonsoir
Refais un nouveau tableau d'avancement avec comme quantités initiales celles obtenues au premier équilibre auxquelles il faut ajouter les 2moles de CO.

Posté par
pikluc1315
re : Décomposition du Bromure de cobalt 29-03-21 à 20:24

Donc je laisse mon équation COBr2(g) = CO(g) + Br2(g)
ou alors je mets COBr2(g) + CO(g) = CO(g) + Br2(g) ?

Posté par
vanoise
re : Décomposition du Bromure de cobalt 29-03-21 à 21:01

Tu gardes ta même équation. Tu vas simplement constater que, compte tenu de la loi de modération que tu as bien utilisée, tu vas obtenir un nouvel avancement négatif.

Posté par
vanoise
re : Décomposition du Bromure de cobalt 29-03-21 à 21:12

Je viens de faire le calcul de l'avancement pour vérifier tes réponses à la question n° 1 ; je n'obtiens pas tout à fait ta valeur. Peux-tu détailler ton calcul ?

Posté par
pikluc1315
re : Décomposition du Bromure de cobalt 29-03-21 à 21:19

Je vais essayer mais c'est pas facile à recopier toutes ces expressions 😅

J'ai calculé le ksi avec la constante d'équilibre K°
Après décompositions des activités je trouve K°=  ksi² / (0.5-ksi)²

A partir de là j'applique la racine carré; j'obtiens: Racine de K = ksi / (0.5 - ksi)
Je passe le (0.5 - ksi) en facteur du K
Je développe; ça me donne 0.5 Racine de K - ksi Racine de K = ksi
Je passe le Ksi Racine de K de l'autre côté puis je factorise par ksi
Je repasse ensuite de l'autre côté la parenthèse et je trouve:

ksi= 0.5 Racine de K / 1 + Racine de K

Posté par
pikluc1315
re : Décomposition du Bromure de cobalt 29-03-21 à 21:21

A je crois que j'ai un problème dans ma parenthèse au carré enfaite

Posté par
vanoise
re : Décomposition du Bromure de cobalt 29-03-21 à 21:39

À l'équilibre, la constante d'équilibre s'exprime en fonction des pressions partielles.  Celles-ci font intervenir les fractions molaires des constituants mais aussi la pression totale qui peut s'exprimer à partir de la loi des gaz parfaits.

Posté par
pikluc1315
re : Décomposition du Bromure de cobalt 29-03-21 à 21:40

Je n'ai pas le droit de mettre les deux sous une même parenthèse au carré enfaite
Ducoup je ne vois pas comment développer l'expression pour trouver le ksi

K = ksi² / (0.5-ksi)(0.5-ksi)

Ducoup à partir de là je fais comment pour développer ?

Posté par
pikluc1315
re : Décomposition du Bromure de cobalt 29-03-21 à 21:44

Enfaite dans mon calcul j'ai exprimé les activités avec Pi/Po ; Pi = XiP ; Xi = ni/ntot et j'obtiens cette relation à la fin

K = ksi² / (0.5-ksi)(0.5-ksi)

Posté par
pikluc1315
re : Décomposition du Bromure de cobalt 29-03-21 à 21:53

K = ksi² / (0.5-ksi)(0.5+ksi) Pardon

Posté par
vanoise
re : Décomposition du Bromure de cobalt 29-03-21 à 22:11

Presque.  Ton expression doit être multipliée par le rapport P/P°.
Pour t'en convaincre, reprend l'expression générale de la pression partielle et l'expression générale de l'activité d'un gaz assimilable à un gaz parfait.

Posté par
pikluc1315
re : Décomposition du Bromure de cobalt 29-03-21 à 22:24

Je viens de refaire le calcule et j'ai vu que j'avais simplifié un P en trop.

Je trouve donc K = ksi² P / (0.5-ksi)(0.5+ksi)          étant donné que Po vaut 1

Posté par
vanoise
re : Décomposition du Bromure de cobalt 29-03-21 à 22:31

Ok à condition que P soit mesurée en bar. Attention à cela quand tu exprimes P à l'aide de l'équation d'état des gaz parfaits.

Posté par
pikluc1315
re : Décomposition du Bromure de cobalt 29-03-21 à 22:38

Je vais essayer d'isoler le ksi demain et je reviens vers vous;
Merci beaucoup

Posté par
pikluc1315
re : Décomposition du Bromure de cobalt 30-03-21 à 17:40

Bonsoir;
J'ai essayé d'isoler le ksi mais je n'y arrive pas; je trouve 0.5²ksi - ksi^3 - ksi²P=0
A partir de cette expression je ne vois plus comment faire pour isoler et calculer le ksi

Concernant la pression j'ai appliqué la loi des gaz parfaits et je trouve P= 719 161 Pa soit 7,19161 bar

Posté par
vanoise
re : Décomposition du Bromure de cobalt 30-03-21 à 19:02

A l'équilibre :

K=\dfrac{\xi^{2}}{\left(0,5+\xi\right)\cdot\left(0,5-\xi\right)}\cdot\dfrac{P}{P{^\circ}}

En assimilant le mélange à un mélange de gaz parfaits :

\dfrac{P}{P{^\circ}}=\dfrac{\left(0,5+\xi\right).R.T}{P{^\circ}.V}

D'où :

K=\dfrac{\xi^{2}}{\left(0,5-\xi\right)}\cdot\dfrac{R.T}{P{^\circ}.V}

Cela donne une équation du second degré dont on retient la solution comprise entre zéro et 0,5mol.

Posté par
pikluc1315
re : Décomposition du Bromure de cobalt 05-04-21 à 12:07

Bonjour; j'ai essayé de faire le calcul mais j'obtiens ksi=4.36x10^-4 mol. ça me semble bizarre non ?

J'ai calculé RT/V et j'obtiens 1 438 322
J'ai ensuite divisé mon K par cette valeur et j'obtiens 3.8x10^-7 = ksi²/(0.5-ksi)

J'ai multiplié le membre de gauche par (0.5-ksi) pour ensuite faire - ksi² et je trouve:

   -ksi² - 3.8x10^-7ksi + 1.x10^-7 = 0

Posté par
vanoise
re : Décomposition du Bromure de cobalt 05-04-21 à 14:33

Pour les applications numériques, il faut bien veiller à utiliser les unités du système international, en particulier la pression en pascals et le volume en mètre cube. Personnellement j'obtiens :

K=\dfrac{\xi^{2}}{\left(0,5-\xi\right)}\cdot\dfrac{R.T}{P{^{\circ}}.V}

5,46=\dfrac{\xi^{2}}{\left(0,5-\xi\right)}\cdot\dfrac{8,314.346}{10^{5}.20.10^{-3}}

Cette équation admet bien une solution comprise entre zéro et 0,5mol.

Posté par
pikluc1315
re : Décomposition du Bromure de cobalt 05-04-21 à 15:47

Je pense que c'est plutôt 2*10^-3 que 20*10^-3 pour passer de 2 L en mètre cube ?

Je trouve un ksi qui est égal à 0.29 c'est bien ça ?

Posté par
vanoise
re : Décomposition du Bromure de cobalt 05-04-21 à 15:59

Effectivement : V=2L et non 20L ; étourderie de retranscription de ma part. On obtient :
ξ = 0,285mol.

Posté par
pikluc1315
re : Décomposition du Bromure de cobalt 07-04-21 à 14:37

Bonjour,

Pour la question 4 j'ai suivi ce que vous m'aviez dit et je trouve:

K = (2.285 + ksi)(0.285 + ksi) / (0.215-ksi)    x RT/PoV

J'en déduis l'équation du seconde degré suivante:

ksi² + 2.95ksi + 0.5683 =0

Je trouve ksi1= -2.74 mol et ksi2= -0.21
Donc ici je prendrais le -0.21 mol.

Est-ce bien cela ?

Posté par
vanoise
re : Décomposition du Bromure de cobalt 07-04-21 à 15:35

Oui : j'obtiens personnellement -0,208mol.
Remarque 1 : pour obtenir la composition finale, on pourrait raisonner en une seule étape en prenant comme état initial 0,5mol de COBr2 et 2mol de CO.
On obtiendrait ainsi un avancement final : ξf=(0,285-0,208)mol.
Je trouve que la méthode en deux étapes que je t'ai conseillée a le mérite de bien illustrer la loi de modération.
Remarque 2 : à propos de la loi de modération sur l'influence sur l'équilibre de l'ajout d'un constituant ; il faut s'assurer que cette loi n'est pas en contradiction sur une autre loi de modération : celle de Le Chatelier sur l'influence de la pression en particulier. Par exemple ici : l'ajout de CO à V et T fixes augmente la pression. Or la loi de Le Chatelier précise qu'une augmentation de pression à T fixe déplace l'équilibre dans le sens d'une diminution de la quantité de gaz donc dans le sens de formation de CoBr2. Pas de problème ici : les deux lois de modération ont des influences dans le même sens. S'il n'en était pas ainsi, il faudrait faire le calcul du nouveau quotient de réaction après ajout du constituant et voir si cet ajout a augmenté ou diminué ce quotient afin de pouvoir conclure.



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