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Exercice physique la synthèse des chromes
Bonjour,
J'ai actuellement un problème avec un exercice de chimie et je souhaiterais savoir si quelqu'un pourrait m'aider.
L'énoncé de l'exercice :
Sous sa forme atomique, le chrome est incorporé aux alliages métalliques pour améliorer leurs résistance à la corrosion et rajouter un fini brillant, par exemple dans l'acier inoxydable.
Le chrome est extrait des mines sous forme de minerai de chromite FeCr2O4, apres un premier traitement on obtient l'oxyde de chrome (III), Cr2,O3.
L'oxyde de chrome est ensuite intimement mélange en proportions stoechiométriques avec de l'aluminium solide (Al). Le mélange est ensuite chauffé à très haute température pour obtenir du chrome solide (Cr) et de l'oxyde d'aluminium solide Al2O3. Cette réaction nommée aluminothermie du chrome est un exemple de combustion en phase solide.
Données, masses molaires atomiques en g/mol : M(O)=16 ; M(Al)=27 ; M(Cr)=52
Questions :
1/ écrire l'équation bilan équilibrée de l'aluminothermie du chrome
2/ On souhaite synthétiser du chrome a partir d'une masse mi (Cr2O3)=76 kg d'oxyde de chrome (III).
a/ Quelle est la quantité de matière d'oxyde de chrome correspondante, notée ni (Cr2O3) ?
B/ Déterminez la quantité de matière d'aluminium, ni (Al) et la masse correspondante mi (Al) qu'il faut utiliser.
C/ Déterminer la quantité de matière de chrome obtenue, nf (Cr) et la masse correspondante mf (Cr).
J'ai répondu à la question 1 :
J'ai trouvé l'équation : Cr2O3 + 2 Al —> Al2O3 + 2Cr
J'ai aussi répondu à la 2/a/ :
ni = mi/Mi = 0,5 mol
Je suis malheureusement bloqué à la 2b ainsi que pour la 2c
Selon l'idée de départ il m'aurait fallu leur masse pour déterminer leur quantité de matière mais elle est justement demandée.
Pourriez vous me donner une idée de comment trouver les résultats de ces 2 dernières questions ?
Merci d'avance à vous.
Bonjour,
OK pour la question 1
Question 2 :
Il est très simple de constater que ton résultat de 0,5 mol d'oxyde de chrome ne peut pas être l'équivalent
de 76 kg de ce composé.
Sinon cela voudrait dire que 1 mole d'oxyde de chrome a une masse de 2*76 = 156 kg donc que sa masse molaire serait de 156 kg/mol.
A revoir donc. C'est un simple problème d'unités.
Questions 2b et 2c
Les quantités de matière consommées et produites sont proportionnelles aux coefficients stœchiométriques.
Cela signifie qu'il faut utiliser 2 fois plus de moles d'Aluminium que de moles de Cr2O3 et qu'on obtiendra autant de moles de chrome que de moles de d'aluminium consommé.
Merci beaucoup de votre réponse pour la 2a j'ai pu corriger et j'ai trouver la 2b je pense pouvoir trouver la 2c maintenant.
Merci Ce serais bien d'avoir confirmation
Pour la 2/b) ni(Cr2O3) - Xmax = 0
Tq : ni = 500 mol
Xmax=500 mol
Ni (Al) = 2Xmax donc ni (Al) = 1000 mol
Maintenant on peut trouver mi(Al)
Sachant que m=n*M
mi (Al) = ni (Al)*(M(Al)*2)
AN : mi(Al) = 1000 mol * 54 g/mol
mi (Al) = 54 000g = 54 kg
Pour la c)
On peut dire que nf(Cr) = 2Xmax
nf (Cr) = 2*500 mol = 1000 mol
Maintenant on cherche la masse
M(2Cr) = M(Cr)*2
= 104 g/mol
Donc mf(Cr) = nf(Cr)*(M(Cr)*2)
AN : mf(Cr) = 1000 mol*104 g/mol
= 104 000 g = 104 kg
Merci
Merci Ce serais bien d'avoir confirmation
Les tableaux d'avancement donc les Xmax sont parfaitement superflus pour cet exercice très simple.
Pour la 2/b) ni(Cr2O3) - Xmax = 0
Tq : ni = 500 mol
Xmax=500 mol
Bien plus simplement n(Cr2O3)= 76000 / 152 = 500 mol
Ni (Al) = 2Xmax donc ni (Al) = 1000 mol
n(Al) = 2*n(Cr2O3) = 2*500 = 1000 mol
m(Al) = n(Al) * M(Al) = 1000 * 27 = 27000g = 27kg
Maintenant on peut trouver mi(Al)
Sachant que m=n*M
mi (Al) = ni (Al)*(M(Al)*2)
AN : mi(Al) = 1000 mol * 54 g/mol
mi (Al) = 54 000g = 54 kg
Pour la c)
On peut dire que nf(Cr) = 2Xmax
nf (Cr) = 2*500 mol = 1000 mol
Maintenant on cherche la masse
M(2Cr) = M(Cr)*2
= 104 g/mol
Donc mf(Cr) = nf(Cr)*(M(Cr)*2)
AN : mf(Cr) = 1000 mol*104 g/mol
= 104 000 g = 104 kg
Bien plus simplement :
n(Cr) = n(Al) = 1000 mol
m(Cr) = n(Cr)*M(Cr) = 1000 * 52 = 52000g = 52 kg
Remarque : Les masses molaires M(Al) = 27g/mol , M(Cr) = 52g/mol sont des constantes indépendantes de l'équation de la réaction.
Tu ne dois pas les multiplier par 2, sous prétexte qu'un " 2 " figure dans l'équation de la réaction.
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