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Ethanol
Bonjour j'ai un exercice mais je n'y arrive pas. Pouvez-vous m'aider svp. Par avance merci.
L'éthanol ( C2H6O) peut être utilisé comme biocarburant. Sa combustion avec le dioxigène de l'air dans la chambre de combustion du moteur de voiture donne du CO2 et de l'eau.
1) La combustion est une transformation d' oxydo-réduction (non ménagée) dans laquelle l'éthanol est oxydé en CO2.
Déterminer les deux couples en présence et écrire les deux demi-équations correspondantes.
2) En déduire que l'équation peut s'écrire: C2H6O (g) + 3O2 (g) → 2CO2 (g) + 3H2O (g).
3) Au Brésil, certaines voitures peuvent rouler à l'éthanol pur. Soit un véhicule consommant 5,0 L au 100 km. La masse volumique de l'éthanol est de 0,80 kg/L.
En déduire la quantité d'éthanol consommé au 100 km.
4) Pollution: calculer la masse de CO2 dégagée au 100 km.
Question 1 :
Les couples concernés sont :
C2H6O / CO2
et
H2O / O2
Tu as du étudier en cours la technique pour écrire les 1/2 équations.
Il te faut appliquer cette technique.
Tu peux trouver de l'aide (par exemple) ici :
Si tu regardes ta première demi-équation tu vois que l'élément carbone n'est pas équilibré.
Rappel :
a) Tu pars du couple concerné : Donc ici C2H6O 
CO2 pour la première demi-équation.
b) Tu équilibres les éléments autres que O et H
c) Tu équilibres l'élément O en te servant pour cela de H2O
d) Tu équilibres l'élément H en te servant pour cela de H+
e) Tu équilibres les charges électriques en te servant pour cela des électrons.
Même chose pour la deuxième demi-équation :
Attention : Le couple concerné est H2O / O2 mais le point de départ est :
O2 H2O
Voici ce que j'ai fait grâce à votre méthode :
C2H6O + 3H2O ⇆ 2CO2 + 12H+ + 12e-
O2 + 4H+ + 4e- ⇆ 2H2O
C2H6O + 3H2O ⇆ 2CO2 + 12H+ + 12e-
O2 + 4H+ + 4e- ⇆ 2H2O
Excellent !
Pour répondre à la question 2 il faut se souvenir que le nombre d'électrons cédés au niveau de la réaction d'oxydation (1ère demi-équation) doit être égal au nombre d'électrons capturés au niveau de la réaction de réduction (2ème demi-équation)
Pour obtenir ce résultat on va multiplier par 3 tous les coefficients de la transformation de O2 en H2O
Ensuite on fait la "somme" des 1/2 équations en prenant soin d'éliminer les espèces chimiques qui interviennent à gauche et à droite de manière équivalente.
Tu dois alors retrouver le résultat proposé par l'énoncé.
Pour la 2)
C2H6O + 3H2O → 2CO2 + 12H+ + 12e-
3O2 + 12H+ + 12e- → 6H2O
C2H6O(g) + 3O2(g) → 2CO2(g) + 3H2O(g)
Pour la 2)
C2H6O + 3H2O → 2CO2 + 12H+ + 12e-
3O2 + 12H+ + 12e- → 6H2O
C2H6O(g) + 3O2(g) → 2CO2(g) + 3H2O(g)
C'est parfait !
Question 3 : La masse volumique sert de "passerelle" pour trouver l'équivalent en grammes de 5L d'éthanol et ensuite la masse molaire de l'éthanol ( à calculer) sert de nouvelle passerelle entre la masse (en grammes) et la quantité de matière ( en mol)
L'emploi successif de ces deux "passerelles" permet donc de calculer en mol l'éqivalent de 5L d'éthanol
Volume ( 5L)
masse ( ...... g ) Quantité de matière (..... mol ) Pour la 3)
Volume (5L) → Masse (5000g)
Masse molaire de l'éthanol :
M(C2H6O) = M(C)*2 + M(H)*6 + M(O)
= 12.0*2 + 1.0*6 + 16.0
= 24 + 6 + 16
= 46 g/mol
Quantité de matière :
n = m/M
= 5000/46
= 108.7 mol
La quantité d'éthanol consommé au 100 km est de 108.7 mol.
Le raisonnement est cohérent, mais le point de départ est faux.
Pour toi 5L d'éthanol ont une masse de 5000g
Si au lieu d'éthanol on avait affaire à de l'eau ce serait exact car la masse volumique de l'eau est de 1000g/L
Mais l'éthanol n'est pas de l'eau. Sa masse volumique n'est pas de 1000g/L.
Elle est de ............ ( A trouver dans l'énoncé !)
Masse volumique de l'éthanol : 800g/L
5*800 = 4000 g
Masse molaire de l'éthanol :
M(C2H6O) = M(C)*2 + M(H)*6 + M(O)
= 12.0*2 + 1.0*6 + 16.0
= 24 + 6 + 16
= 46 g/mol
Quantité de matière :
n = m/M
= 4000/46
= 86.9 mol
La quantité d'éthanol consommé est d'environ 86.9 mol.
Exact !
Question 5 :
L'équation bilan montre que pour chaque mole d'éthanol consommée il se forme 2 moles de dioxyde de carbone.
Il est donc simple de calculer la quantité de matière puis la masse de dioxyde de carbone rejetée pour 100 km parcourus.
Je ne vois pas comment faire pour calculer la quantité de matière.
Est-ce avec : n = m/M ?
Merci d'avance.
Je ne vois pas comment faire pour calculer la quantité de matière.
Pourtant je t'ai donné la méthode à appliquer dans mon dernier post :
"L'équation bilan montre que pour chaque mole d'éthanol consommée il se forme 2 moles de dioxyde de carbone."
Tu as donc trouvé que la quantité de matière de CO2 formée aux 100 km est :
n(CO2) = 2 * (4000/46) = 173,9 mol
Chacune de ces moles de CO2 a une masse de (12 + 32) = 44g
Donc la masse de CO2 rejetée pour 100 km parcourus est :
m(CO2) = 173,9 * 44 = 7,7.103 g
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