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Determination de la formule brute d'un comoposé
Bonjour à tous. Je rencontre un soucis dans un exercice de CHIMIE. Je suis bloqué à la question 6 et 7. Voici l'énoncé:
On dispose d'un échantillon d'un composé organique inconnu. Une analyse préalable a permis de déterminer sa masse molaire qui se situe entre 250 et 300 g/mol. On sait également qu'il est composé de carbone, d'hydrogène et d'oxygène.
Afin de déterminer sa formule brute, cet échantillon est calciné dans un récipient sphérique comparable à une bombe calorimétrique dont le rayon interne est de 9,79 cm. Celui-ci est initialement rempli avec du dioxygène pur à 25°C et à une pression de 1013,25 hPa. Un dispositif électrique permet de démarrer la calcination du composé sans risque de contamination. La chambre est ensuite purgée à l'aide de diazote pur et les gaz qui en ressortent sont analysés et quantifiés.
L'expérimentateur ne disposait que de cet échantillon et a oublié de mesurer la masse de l'échantillon avant l'expérience.
A la suite de l'expérience, on obtient les masses de composés suivantes :
-CO2 : 300,29 mg
-H2O : 79,49 mg
-O2 : 4871,10 mg
R = 8,3144 J/mol.K
Ma(H) = 1,0 g/mol
Ma(C) = 12,0 g/mol
Ma(O) = 16,0 g/mol
1)Avant toutes choses, indiquer les différentes hypothèses qui doivent être posées pour pouvoir résoudre ce problème. (ICI JE NE SUIS PAS SûR, MAIS J'ai éCRIT QUE CES GAZ DOIVENT ETRE PARFAITS)
2)Déterminer le nombre initial de moles de dioxygène contenu dans la bombe calorimétrique. (Je trouve 0,16 mol )
3)Quelle est la masse de dioxygène qui a réagi ? (JE TROUVE 0,25G SOIT 250mg)
4)Écrire la forme de l'équation de combustion de ce composé, en ajoutant des variables pour les différentes inconnues
5)Déterminer la masse de l'échantillon (JE TROUVE 129,78mg)
6)Déterminer le pourcentage massique de chacun des éléments formant le composé
7)Déterminer le pourcentage molaire de chacun des éléments formant le composé
8)En déduire la formule brute du composé
9)Écrire l'équation de combustion de ce composé
10)Aurait-on pu utiliser un mélange d'air (79% diazote - 21% dioxygène) au lieu du dioxygène pur ? Développer votre réponse.
Merci d'avance. J'aimerais aussi obtenir des indications pour les questions 8 et 9.
Bien à vous,
Bonjour
Écrire la formule brute sous la forme CxHyOz puis écrire les équations permettant d obtenir les 3 inconnues.
Je sais que l'équation bilan de la réaction est 4CxHyOz + (4x+y-2z)O2 --> (4x)CO2 +(2y)H2O
Mais je suis bloqué car je ne sais pas comment avoir ces équations pour après calculer le pourcentage massique de chaque élément
Merci bien à vous
1. Au pressions pas trop élevées (ne dépassant pas 1Mpa environ) et aux températures pas trop basses (nettement supérieures aux températures de liquéfaction), les gaz réels qui interviennent ici peuvent en excellente approximation être assimilés à des gaz parfaits
2. La donnée la moins précise de l'énoncé est fournie avec 3 chiffres significatifs. IL faut mieux écrire : n=0,161mol
3. La masse de O2 ayant réagit est égale à la différence entre la masse de O2 initiale (M(O2).n) et la masse de O2 restante : 4,8711g. Cela ne conduit pas à ton résultat.
4. OK selon ton précédent message.
5. Compte tenu de l'erreur sur 3...
6. Connaissant la masse de CO2 formé, tu peux trouver la masse de carbone présent dans l'échantillon. Idem pour H, connaissant la masse d'eau formée.
Je te laisse rectifier tout cela et continuer.
D'accord merci.
Pour avoir la masse de C j'ai fait 3/11 de la masse de CO2 et pour avoir la masse de H j'ai fait 1/9 d la masse de H20
Mais je ne sais pas si ces proportions sont valides pour le composé aussi
Je trouve le pourcentage de H égal à 6,805%, celui de O égal à 30,051% et celui de C égale à 63,104%
La masse de C présente dans le composé organique représente bien les (3/11) de la masse de CO2 formé. Pour avoir la proportion massique de C dans le composé inconnu, il faut diviser la masse de C par la masse du composé obtenue à la question 5. Même méthode pour la proportion massique de H.
As-tu revu tes valeurs numériques correspondant aux questions 3 et 5 ?
Ahn oui. J'ai modifié et rectifié les resultats. J'ai comme masse du composé 280g et j'utilise dans la suite. J'ai comme nouveaux pourcentages massiques 82,078 pour le Carbone. 9,071 et 8,851 pour respectivement l'Oxygene et l'hydrogene.
Tu peux expliquer comment tu obtiens la masse de composé organique ayant réagi ? Je n'arrive pas à ce résultat et tes pourcentages paraissent peu réalistes...
pour trouver la masse de O2 ayant réagit, connaissant la quantité de matière de O2 initiale,
je calcule la quantité de matière finale de O2 car j'ai déjà sa masse donc je divise par 32 qui est la masse molaire moléculaire
Je soustrait à la quantité de O2 initiale puis je multiplie par la masse molaire de O2 pour trouver cette masse
maintenant pour la masse du composé, je fais la somme des masses de CO2 et de H2O. Et puis je soustrait par la masse de O2 ayant reagit
Résultat totalement irréaliste. Tu voulais peut-être parler de mg et non de gramme.
Masse de dioxygène ayant réagi : masse introduite (32n en grammes) - masse restante :
m(O2)=32*0,1607-4,8711=0,27105g
Masse de composé organique ayant réagi, en utilisant ta méthode :
m=0,30029+0,07949-0,27105=0,10873g
On peut arrondir à trois chiffres significatifs mais il faut garder en mémoire tous les chiffres de la calculatrice. Sinon, les arrondis successifs finissent par induire des erreurs non négligeables.
Concernant O2 : je crois que tu n'as pas correctement utilisé la relation entre masse, masse molaire et quantité.
Mauvais choix de balises dans mon précédent message ; je rectifie.
J'ai comme masse du composé 280g
Résultat totalement irréaliste. Tu voulais peut-être parler de mg et non de gramme.
Masse de dioxygène ayant réagi : masse introduite (32n en grammes) - masse restante :
m(O2)=32*0,1607-4,8711=0,27105g
Masse de composé organique ayant réagi, en utilisant ta méthode :
m=0,30029+0,07949-0,27105=0,10873g
On peut arrondir à trois chiffres significatifs mais il faut garder en mémoire tous les chiffres de la calculatrice. Sinon, les arrondis successifs finissent par induire des erreurs non négligeables.
Concernant O2 : je crois que tu n'as pas correctement utilisé la relation entre masse, masse molaire et quantité.
Ahn oui merci
280g est complétement irréaliste
Je passe maintenant au pourcentage molaire puisque j'ai rectifié mes données dans le calcul des pourcentages massiques
Grand merci pour l'aide mais j'aimerais aussi que vous m'éclairez sur cette question 7 s'il vous plait
Pour 7 : tu as déjà bien commencé concernant les masses de C et de H. Mon message de 14h24 pour la suite.
Pour 7 c'est le pourcentage molaire; Par contre votre message de 14h24 portait sur les pourcentages massiques que j'ai déjà eu à faire à l'aide de ce message
J'ai calculé la quantité de matière de O, de H, et de C
Mais au moment de déterminer la quantité de matière du composé organique je bloque
Les proportions massiques des trois éléments sont :
Si on note M, la masse molaire du composé organique inconnu :
M étant pour l'instant inconnue, tu peux calculer les rapports (x/z) et (y/z). Cela te permettra de trouver les proportions molaires dans le composé organique (question à mon avis sans grand intérêt). Plus intéressant : tu pourras exprimer M en fonction de z seulement. Sachant que M est compris entre 250 et 300g/mol, tu vas constater qu'une seule valeur de z est possible. Ayant z, tu déduiras des rapports précédents les valeurs de x et y (arrondir à l'entier le plus proche compte tenu des approximations de mesures) et le problème sera presque terminé !
Bonjour, j'ai le meme problème. Je ne sais pas comment faire pour la Q6 pour trouver le pourcentage massique de chaque élément formant le composé. Merci
Bonjour
J'ai fourni les résultats dans mon message du 27-10-20 à 19:01. Les indications permettant de poser ces calculs sont dans les messages précédents. Je veux bien résumer...
Tout le carbone présent dans les m=108,73mg de composé organique se retrouve après réaction dans le CO2. La masse molaire de CO2 étant égale à 44g/mol, la masse de C représente donc les (12/44) de la masse de CO2 soit les (3/11) ; d'où l'expression de pC : le pourcentage massique de carbone dans le composé organique.
De même, tout l'hydrogène présent dans le composé organique se retrouve dans l'eau après réaction et la masse d'hydrogène dans l'eau est les (2/18) de la masse de l'eau, d'où l'expression de pH.
On obtient la proportion massique d'oxygène en considérant que la somme des trois proportions est égale à 1. J'ai expliqué précédemment en détail comment, à partir de ces proportions massiques, obtenir la masse molaire M et la formule brute du composé organique.
Ah okay merci beaucoup mais pour la question 7 j'ai essayé de faire par rapport à ce que vous avez écrit précédemment mais je pense que je n'ai pas très bien compris .
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