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Niveau première
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Éthanol et combustion

Posté par
Matthieutama
10-04-19 à 06:51

Bonjour, je suis élève en première et je n'arrive pas à répondre à une question.
On a d'après l'énoncé :
Énergie de combustion de l'éthanol = 29,7 MJ/kg
Masse de CO2 émis pour fournir 1 MJ lors de la combustion de l'éthanol = 34 g
On doit calculer la masse d'éthanol nécessaire pour libérer une 1 MJ par combustion, je trouve 34 g. Puis déduire la masse de dioxyde de carbone produit à cette occasion. J'utilise la formule C2H60 + 3O2 => 2CO2 + 3 H20. Je trouve finalement 64,4 grammes de CO2. On doit comparer ce résultat avec la valeur de l'énoncé (34 g de CO2) et expliquer la différence. Je ne comprends pas pourquoi je trouve une valeur deux fois plus élevée. Merci de votre aide

Posté par
gbm Webmaster
re : Éthanol et combustion 10-04-19 à 19:10

Bonsoir,

C2H6O + 3O2 => 2CO2 + 3H2O

On suppose que le dioxygène est en excès lors de la combustion :

Tableau d'avancement de la réaction - Etat final (au besoin tu peux le construire en entier) :

f = final
i = initial

nf(C2H6O) = ni(C2H6O) - xf = 0 mol si xf est l'avancement final de la réaction
nf(O2) = en excès
nf(H2O) = 3 xf
nf(CO2) = 2 xf

donc xf = nf(CO2)/2 = mf(CO2)/[2*M(CO2)] = 34/[2*(12 + 16*2)] = 0,386 mol

et donc avec la première équation xf = ni(C2H6O) = 0,386 mol (garde la valeur exacte en mémoire calculée précédemment)

or ni(C2H6O) = mi(C2H6O)/M(C2H6O)

soit mi(C2H6O) = ni(C2H6O)*M(C2H6O) = 0,386*(12*2 + 6 + 16) = 17,8 g.

Sauf faute d'inattention

Posté par
Matthieutama
re : Éthanol et combustion 11-04-19 à 02:39

Merci beaucoup gbm, mais ma consigne était mal formulée, désolé. Il faut trouver la masse de dioxyde de carbone produit lors de la libération d'un MJ par combustion de l'ethanol.
Puis comparer notre résultat avec celui de l'énoncé et expliquer la différence.
Je calcule la masse d'ethanol pour produire un MJ = 1 / E(combustion)= 1/29,7= 33,7g
M(C2H6O)= 46 g/mol, n(C2H60) = 33,7/46=0,732 mol
On a d'apres l'equation de combustion : n(CO2) = 2 n(C2H6O) = 2 x 0,732 = 1,47 mol
M (CO2) = 44 g / mol soit une masse de CO2 = 44 x 1,47 = 64,4 g
Cette valeure est très différente de celle de l'énoncé ( 34 g ), et je ne sais pas l'expliquer.

Posté par
gbm Webmaster
re : Éthanol et combustion 11-04-19 à 19:52

Salut,

La seule explication qui me vient à l'esprit c'est que la réaction de combustion est incomplète, mais ce n'est pas ce qui est supposé par l'énoncé .

Es-tu sûr d'avoir recopié correctement ce dernier ?

Posté par
Matthieutama
re : Éthanol et combustion 12-04-19 à 07:15

Si je recopie toutes les informations, on a :
Masse volumique éthanol = 0,79
Énergie combustion = 29,7 MJ/kg
Énergie produit (= Énergie dépensée pour produire la quantité de carburant qui libérera 1 MJ lors de sa combustion) = 0,5 MJ
CO2délivré (= masse de CO2 émis pour fournir 1 MJ lors de la combustion) = 34 g
Consommation éthanol = 7,5 L pour 100 km
Les consignes sont :
1) écrire l'equation de combustion de l'ethanol
2) à partir des caractéristiques de l'ethanol, calculer la masse d'ethanol nécessaire pour libérer 1 MJ par combustion. En déduire la masse de dioxyde de carbone produit à cette occasion
3) Comparer avec la CO2 délivre de l'enonce et expliquer
Je n'ai aucune idée pour la question 3.



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