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Démontrer la quantité d'atome de carbone dans 1mm de nanotube
Bonjour à tous,
je bloque sur une question de mon DM de spécialité physique-chimie, j'ai pourtant l'impression qu'il ne me manque pas grand chose à fin de trouver la solution.
On travail sur les nanotubes de carbone, on nous a fait chercher le rayon d'un hexagone de carbone, j'ai trouvé qu'il était de 0.1415nm.
On nous demande ensuite de calculer le volume d'un millimètre de nanotube. Sans tardé j'ai utilisé la formule "pi*r²*hauteur" et j'ai trouvé 62869nm3
Cependant je bloque lorsqu'ils me demandent de démontré qu'il y a 8x107 atome de carbone dans ce nanotube de 1mm
On a pour seul donnée la masse molaire du carbone ( 12g.mol-1) et la constante d'avogadro : NA=6.02x1023 mol-1
J'ai donc besoin de votre aide pour répondre à cette question, qui est crucial pour la suite de l'exercice.
Merci d'avance de votre aide.
up s'il vous plait, je coince. J'ai relu mon travail et ait remarqué que j'ai eu tords sur le volume, ainsi que sur le rayon.
Le volume est de 305 815 nm3
Je suis en train de tout tester, rien ne va ... Comment démontrer qu'il y a 8x107 atome de carbone ?
J'ai beau cherché sur internet la masse volumique d'un atome de carbone, en tentant d'établir le nombre de mol en fonction du volume, et de multiplié par la constante d'avogadro pour savoir combien il y a d'atome de carbone, ça ne fonctionne pas !
Bonjour
Oulah attends ! Reprenons au début !
Donne moi l'énoncé de l'exo en entier s'il te plait ! Meme les données.
Très bien.
1- Extraite des informations
a- qu'est-ce qui différencie une liaison covalente d'une liaison de van der waals ?
b- pourquoi cela permet-il d'expliquer que le graphite est un matériau qui s'effrite facilement ?
c- qu'est-ce qui permet d'expliquer la grande solidité du diamant ?
d- de combien de voisins" un atome de carbone est-il entouré dans le diamant ? Donner sa représentation de Cram
e- Qu'est-ce qui différencie les nanotubes zigzag des nanotubes chaise ?
Je n'ai pas rencontré de difficulté jusqu'ici, les réponses étant dans les divers documents présent avec l'exercice.
2- Interpréter et exploiter
a- De combien de "voisins" un atome de carbone est-il entouré dans un nanotube ? Respecte-t-il la règle de l'octet ?
b- En déduire une explication possible à la très grande conductivité électrique de certains nanotube
Ici non plus, pas de difficulté
3- Efectuer un calcul et interpréter
a- En utilisant les données, calculer le périmètre en nanomètre du nanotube représenté sur la figure 4. En déduire son rayon
b- Calculer alors le volume d'un tel nanotube d'une longueur de 1.0mm
c- Montrer que ce nanotube comporte au total 8x107 atomes de carbone
d- on sait qu'un cm3 contient environ 8x1014 nanotubes. En déduire la masse volumique des nanotubes en kg.m-3
Voilà pour les questions, je bloque à partir de l'exercice 3
Pour la question a, j'ai déduis le périmètre du nanotube grâce à la figure 4, sur laquelle on pouvait voir 8 hexagones de carbone en ligne, qui ensuite se referme sur eux-même pour créé un cylindre. Un autre document nous montre que la distance horizontale entre deux hexagone est de 0.245nm. J'en ai déduis que le périmètre était de 8x0.245nm. Soit 1.96nm de périmètre
J'ai trouvé le rayon grâce à la formule du périmètre d'un cercle en fonction du rayon :
périmètre = 2piR <=> R = périmètre/(2pi)
J'ai ensuite pu répondre à la question b, avec la formule du volume d'un cylindre "pi*R²*hauteur" où la hauteur est de 1.0mm soit 1 000 000nm.
Cependant je n'arrive pas à répondre à la question c, ni à la question d.
PS : les données sont :
-masse molaire du carbone M(C) = 12g.mol-1
-constante d'avogadro : NA = 6.02x1023 mol-1
J'espère avoir bien répondu et n'hésite pas si tu as besoin de plus de renseignement.
quelque info supplémentaire sur les documents, qui ne me semblent pas intéressant pour mon problème (car déjà exploité auparavant, et hors sujet)
document 1 : nous explique pourquoi une mine de crayon s'effrite. Cela est du au liaison de Van der Waals
document 2 : nous explique la structure des atomes de carbone dans un diamant, le rendant très solide.
document 3 : nous explique les différents type de nanotube : les nanotubes zigzag, en chaise, ou chiral.
Ah c'est déjà plus clair !
3a) périmètre = 1.96 nm oui !
le rayon vaut alors : r = 0.312 nm. Tu as obtenu ca ? Sinon refais ton calcul.
b) Pour le volume convertis toutes les longuerus en mètre !
c) Ok donc le volume vaut bien 305816 nm3.
d) Est-ce qu'on te donne la masse de ce nanotube quelque part ?
Pardon c'était :
b) Ok donc le volume vaut bien 305816 nm3.
c) Est-ce qu'on te donne la masse de ce nanotube quelque part ?
Peux tu insérer tes documents dans ton post s'il te plait ? Pour cela cliques sur l'icone "Img" en bas de la fenetre de message.
J'ai déjà tenté seulement je dépasse les 80Ko, et si je réduis la qualité ça devient illisible.
A priori tu penses toi aussi que je dois me servir d'une masse ?
Puisqu'on nous as fait calculé un volume, je pense que l'on doit chercher la masse volumique du carbone ? J'ai cherché sur google et j'en ai trouvé plusieurs.
Non à partir de la masse du tube, on peut trouver la quantité de matière de carbone et donc le nombre de carbones !!
J'ai pu demandé à des gens de ma classe. Personne n'a su trouvé, la solution était assez fourbe, et finalement on doit rendre le devoir pour la semaine prochaine, la prof m'a expliqué comment résoudre le problème.
Finalement le carbone se trouve sur la paroi du nanotube, donc il suffit de calculer le périmètre du nanotube, et de multiplié par la hauteur du nanotube pour avoir une surface. Et savoir combien d'atome il y a par surface. Ce qu'on peut déduire du fait qu'il y a 0.245nm entre atome
Ca reste encore très flou...
C'est quoi cette distance entre les haxagones valant 0.245 nm? Tu peux m'expliquer ?
Très bien, mes excuses, c'est ma faute, je n'aurais pas du répondre avant d'avoir vérifié si j'avais compris ce que la prof m'avait dis, j'ai reconsidéré ce que la prof m'a dit, et avec cette fameuse distance ! J'ai pu, en effet, répondre à la question.
Le nanotube fait 1.00mm
J'ai un périmètre de 1.96nm. Chaque hexagone fait 0.245nm de largeur, donc chaque hexagone est distant de 0.245nm. Cela implique qu'il y ait 8 hexagones. (Ce qu'à voulu dire la prof je pense)
Lorsque l'on compte le nombre d'atome de carbone à chaque rangé de 8 hexagone, on peut compté 18 carbones. On remarque donc qu'un motif de 18 carbones se répète tous les x nm sur 1mm. x est une distance en nm
Arrivé là, je calcule la distance entre chaque motif avec les quelques valeur données dans le document qui donne la valeur de la distance horizontale séparant deux hexagones.
J'ai donc, la distance séparant chaque rangé de 18 carbones.
Je divise 1 000 000 (le millimètre) par cette distance (elle est de 0.2125nm), j'obtiens une valeur qui sera le nombre de ligne totale sur ce millimètre dans lequel il y a un motif de 18 carbones. Je multiplie cette valeur par 18 et obtiens 8x107.
Il fallait démontrer qu'il y avait 8x107 atome de carbone et j'ai trouvé ce résultat là, donc il n'y a rien à vérifier 
Oui, effectivement la d va tout seul
Donc c'est bon alors ! L'exercice est terminé !
As tu compris ce que l'on a fait ?
Saurais tu le refaire ?
Oui j'ai compris, et oui je saurais le refaire c'était un exercice intéressant. Merci beaucoup de t'être penché sur mon cas
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