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dm de physiques

Posté par
phoenixdu57
17-03-12 à 16:12

Bonjour,

J'ai dans mon dm un exercice où j'ai quelques petits problèmes avec celui-ci, voici l'énoncé :

Le dihydrogène très léger concentre d'énergie pour une masse donnée : 1kg de dihydrogène fourni trois fois plus d'énergie qu'1kg d'essence. C'est le carburant idéal pour propulser un lanceur spatiale pour lequel chaque kilo embarqué compte.
Dans l'étage principal cryotechnique d'Ariane 5, la combustion du dihydrogène produit une énorme quantité de vapeur qui est détendus à très grande vitesse à travers la tuyère du moteur Vulcain.
Le dihydrogène brûle au contact du dioxygène mais ce dernier est absent de l'espace. C'est pourquoi, Ariane 5
emporte dans son immense réservoir central 162 tonnes de dioxygène liquide à -183°C et 28 tonnes de dihydrogène liquide à -253°C. Les réservoirs spécifiques qui les contiennent font 5.5 tonnes et les parois ne font que 1.3 mm d'épaisseur

1) Écrire l'équation de combustion du dihydrogène : c'est fait

2) Préciser quelle espèce chimique est le comburant et celle qui est le carburant : c'est fait

3 Calculer les quantités de dihydrogène et de dioxygène dans les réservoirs d'Ariane 5 : je comprend pas

4) Quel réactifs est en excès : c'est fait

5) Quelle est la masse d'eau produite : je comprends pas

C'est aux questions 3 et 5 que je coince

Si quelqu'un pouvait m'aider, ça serait sympa, merci d'avance et que j'ai rien compris au reste

Posté par
Iamat
re : dm de physiques 17-03-12 à 17:40

3) l'énoncé demande de calculer les quantités de matière (je pense)
n = masse/masse molaire

4) d'après l'équation de la 1, si tu x moles de O2, combien faut-il de moles de H2?
Combien as-tu de O2, combien as-tu de H2, quel résrvoir sera vide en premier, c'est ça le réactif limitant

5) d'après l'équation de la 1, si tu brûles y moles de H2 combien de moles de H2O obtiens tu?
Combien de H2 brûle ariane 5? Combien de moles de H2O obtient-on?

masse eau = nb mole d'eau * masse molaire eau

Posté par
phoenixdu57
dm de physiques 17-03-12 à 18:23

Bonjour,

Je pense avoir trouver pour la question 3 :

mon équation est 2.H2 + 3.O22.CO2 + 2.H2O

n.H2 = m/M
M = m/n
M = (28*10^6)/2
M = 14*16ç6 g.mol-1

N.O2 = m/M
M = m/n
M = (162*10^6)/3
M = 54*10^6 g.mol-1

Est-ce juste ?

Posté par
Iamat
re : dm de physiques 17-03-12 à 19:28

ton équation est 2.H2 + 3.O2 ->CO2 + 2.H2O

c'est faux, il n'y a pas de carbone à gauche, comment peux avoir du carbone à droite?

les applications numériques sont fausses aussi

n.O2 = m/M c'est juste

tu connais m et M c'est n qui est l'inconnue

n ne vaut pas 2 ou 3 comme tu le dis

je te montre pour O2:

nO2 en mol = 162 tonnes/ 32g
           = 162 * 10^6/32  

Je te laisse faire l'application numérique pour O2

Par hasard tu tombes sur le bon résultat pour H2

car le coef stoechimétrique dans ton équation vaut la masse molaire de H2

Posté par
phoenixdu57
dm de physiques 17-03-12 à 20:31

Bonsoir

Juste pour la formule c'est pas n(mol) = m(g)/M(g.mol-1) , et d'où vient le 32

Pour le No2 =162*10^6/32, ça donne 5062500 mol ?

Posté par
Iamat
re : dm de physiques 17-03-12 à 20:41

32 = masse molaire de O2

Posté par
phoenixdu57
dm de physiques 17-03-12 à 20:57

Bonsoir,

Ah d'accord, mais le calcul que je viens de faire pour l'O2, c'est juste

Par contre pour le dihydrogène, j'ai les 28 tonnes(28*10^6 g), mais, je n'ai ni le n(mol) ni le M(g.mol)

Posté par
figueabricot
re : dm de physiques 17-03-12 à 21:18

bonjour j'ai besoin d'aide tableau d'avancement

Posté par
Iamat
re : dm de physiques 17-03-12 à 22:36

quelle la masse molaire de H?
Donc quelle est la masse molaire de H2?

nb de mole de H2 = masse de H2/masse molaire de H2

Posté par
phoenixdu57
dm de physiques 17-03-12 à 23:01

Donc, la masse molaire de H2 c'est 2 g.mol ou 2 mol car la, je pige pu

Posté par
phoenixdu57
dm de physiques 18-03-12 à 11:35

Bonjour,

La masse molaire du dihydrogène c'est 2 g.mol-1

Donc, le calcul c'est : nH2 = (28*10^6) / 2
                            = 14*10^6 mol-1

Posté par
Iamat
re : dm de physiques 18-03-12 à 19:23

Donc, le calcul c'est : nH2 = (28*10^6) / 2
                            = 14*10^6 mol

Le -1 était de trop

Posté par
phoenixdu57
dm de physiques 18-03-12 à 19:42

Bonsoir,

Pour le -1 après le mol, c'est mon prof de physiques qui nous a appris à écrire les résultats comme ça

Merci pour l'aide.

Pour la 5), on me demande de calculer la masse de l'eau, je ne comprends pas trop la question

Posté par
Iamat
re : dm de physiques 18-03-12 à 20:32

l'unité de la quantité de matière est la mole notée mol pas mol-1

la concentration molaire en mol/L peut être notée en mol.L-1
la concentration massique en g/L peut être notée en g.L-1

il faut noter l'équation de la combustion de H2:

.. H2 + .. 02 -> .. H20

puis voir ce qui est l'élément limitant entre H2 et 02 selon le nombre de moles de H2 et 02 dans les réservoir. Attention il faut tenir compte des coef de l'équation

trouver le nombre de moles de H20 obtenu

nb moles en mol *masse molaire en g.mol-1 = masse en g

Posté par
phoenixdu57
dm de physiques 18-03-12 à 20:46

Bonsoir,

J'ai l'équation : 2.H2 + O2 2.H2O

Le calcul est, je pense : m = n.H2O M
                          m = 2 18
                          m = 36 g

Posté par
Iamat
re : dm de physiques 18-03-12 à 21:32

tu as calculé le poids de 2 moles d'eau,

mais on obtiens plus d'eau que ça quand on fait réagir 162 tonnes de dioxygène et 28 tonnes de dihydrogène.

Posté par
phoenixdu57
dm de physiques 18-03-12 à 22:07

j'ai le résultat pour 2 moles, mais comment je fais pour avoir la quantité d'eau, est-ce que je dois additionner les 162 tonnes dioxygène et les 28 tonnes de dihydrogène, ça paraît trop simple
Que faire

Posté par
Iamat
re : dm de physiques 19-03-12 à 15:04

tu as trouvé l'équation de la combustion de H2:

2 H2 + 02 -> 2 H20

puis voir ce qui est l'élément limitant entre H2 et 02 selon le nombre de moles de H2 et 02 dans les réservoir. Attention il faut tenir compte des coef de l'équation

trouver le nombre de moles de H20 obtenu

nb moles en mol *masse molaire en g.mol-1 = masse en g

Posté par
phoenixdu57
dm de physiques 19-03-12 à 18:47

Bonsoir,

Je suis revenu sur l'équation de départ :

...H2 + ...O2 ...CO2 + ...H20

Mais, vous m'aviez dit que si je l'équilibré, j'avais du carbone d'un coté et pas de l'autre, mais là, je suis totalement perdu

Posté par
Iamat
re : dm de physiques 19-03-12 à 21:38

Si tu veux tu garder le C02 à droite voilà ce que ça donne:

2 H2 + 02 -> 0 CO2 + 2 H20


il n'y a pas de carbone à gauche, il n'y en a pas à droite non plus, donc c'est bon, mais sauf si tu es un adorateur du CO2, je te propose de rester sur l'équation:

2 H2 + 02 -> 2 H20

Posté par
phoenixdu57
dm de physiques 20-03-12 à 16:51

Bonjour,

Mon prof nous a dit que l'équation c'est bien 2.H2 + 02 2.H20

Posté par
phoenixdu57
dm de physiques 20-03-12 à 20:39

Bonsoir,

J'ai trouvé la solution, merci pour votre aide,



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