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Exercice Sciences Physiques
Bonjour,
Je n'arrive pas à réaliser la totalité de l'exercice suivant :
Monsieur Dupont décide d'acheter un chauffage d'appoint qui fonctionne au gaz butane (C4H10).
1) Calculer la masse molaire moléculaire du butane.
2) Écrire la réaction de la combustion complète du butane.
3) En raison d'un mauvais réglage, la combustion du butane devient incomplète. Quelle est une des causes de ce mauvais réglage ?
4) Ecrire l'équation de la combustion incomplète du butane sachant qu'il se forme du monoxyde de carbone et de l'eau.
5) Dans une pièce de 50 m3, le fonctionnement de ce chauffage a consommé une masse de 116 g de butane. Quel est le volume V de monoxyde de carbone produit ?
6) Calculer le pourcentage de monoxyde de carbone par rapport au volume de la pièce.
7) Sachant qu'un pourcentage de 0,1% de monoxyde de carbone tue en 1 h, préciser s'il y a un risque d'intoxication.
Donnée : VM = 24 L/mol
Voici ce que j'ai déjà effectué :
1)
Mbutane = 4 × M (C) + 10 × M (H)
Mbutane= 4 × 12 + 10 × 1
Mbutane = 58 g/mol
2)
C4H10 + O[sub]2 -> CO + H2O
3)
La combustion du butane devient incomplète car le dioxygène est en défaut.
4)
?
5)
n = m / M
n = 116 / 58
n = 2 mol
V = VM / n
V = 24 × 2
V = 48 L
6)
?
7)
?
Dans un premier temps, quelqu'un peut-il me dire si ce que j'ai déjà fait est juste ? 
D'avance, je vous remercie de vos réponses.
Re-bonjour.
Remarque préalable : il faut trouver à vos topics des titres plus évocateurs du contenu. Vous avez posté aujourd'hui deux demandes portant le même titre "Exercice de sciences physiques" ; comme on est sur un site de sciences physiques, toutes les demandes pourraient s'intituler ainsi, imaginez le bazar pour s'y retrouver...
Le thème de cet exercice est ici la combustion du butane, vous auriez donc pu choisir ceci comme titre.
RECTIFICATION 2) :
C4H10 + O2 -> CO + H2O
-lors d'une combustion complète, il y a formation de dioxyde de carbone CO2.
-lorsqu'on écrit une équation de réaction, il faut impérativement l'équilibrer.
Vos réponses aux questions 1 et 3 sont correctes.
Revoyez ce qui ne va pas, et on regardera ça ensuite.
A plus.
Effectivement, mes titres ne sont pas parlants, je ferai en sorte qu'ils le soient davantage.
2)
Dans ma leçon, il est écrit que la combustion complète d'un hydrocarbure, en l'occurrence, butane, dans le dioxygène (O2) donne de l'eau (H2O) et du dioxyde de carbone (CO2).
Je pense que l'équation de réaction doit ressembler à la suivante mais je ne sais pas l'équilibrer :
C4H10 + O2 -> H2O + CO2
Pouvez-vous me guider s'il-vous-plaît ?
Dans ma leçon, il est écrit que la combustion complète d'un hydrocarbure, en l'occurrence, butane, dans le dioxygène (O2) donne de l'eau (H2O) et du dioxyde de carbone (CO2).
je ne sais pas l'équilibrer : C4H10 + O2 -> H2O + CO2
Il faut équilibrer élément par élément.
Je vais vous expliquer comment équilibrer en élément C, vous ferez le reste du travail.
Dans C4H10, il y a 4 atomes C ; dans CO2, il n'y en a qu'un seul.
Il faudra donc qu'il y ait 4 molécules CO2 dans les produits de la réaction.
Cela va donner : C4H10 + O2 -> H2O + 4 CO2
Cette écriture n'est qu'une étape intermédiaire, il faut maintenant équilibrer du point de vue des éléments H et O.
À vous de jouer !
J'ai cherché l'exemple suivant sur Internet (équation de combustion du propane) et j'ai essayé de m'y appuyer pour équilibrer celle du butane :
Équation de combustion du propane :
C3H8 + O2 -> CO2 + H2O
3 atomes de carbone à gauche et 1 à droite. Il faut donc multiplier par 3 le terme CO2 à droite : C3H8 + O2 -> 3CO2 + H2O
8 atomes d'hydrogène à gauche et 2 à droite. Il faut donc multiplier par 4 le terme H2O à droite : C3H8 + O2 -> CO2 + 4H2O
2 atomes d'oxygène à gauche et (3 × 2) + (4 × 1) = 10 à droite. Il faut donc multiplier par 5 le terme O2 à gauche : C3H8 + 5O2 -> CO2 + H2O
C3H8 + 5O2 -> 3CO2 + 4H2O
Équation de combustion du butane :
C4H10 + O2 -> H2O + CO2
4 atomes de carbone à gauche et 1 à droite. Je multiplie donc par 4 le terme CO2 à droite : C4H10 + O2 -> H2O + 4CO2
10 atomes d'hydrogène à gauche et 2 à droite. Je multiplie donc par 5 le terme H2O à droite : C4H10 + O2 -> 5H2O + CO2
2 atomes d'oxygène à gauche et (5 × 1) + (4 × 2) = 13 à droite. Il faudrait donc qu'à gauche, je multiplie O2 par un nombre pour obtenir 13 ?
C4H10 + O2 -> 5H2O + 4CO2
Je pense avoir trouvé !
Puisqu'il y a 13 atomes d'oxygène à droite, on multiplie les 2 atomes d'oxygène de gauche par 13. Ce qui donne : C4H10 + 13O2 -> 4CO2 + 5H2O
Maintenant, à gauche, il y a 13 × 2 = 26 atomes d'oxygène et à droite, (4 × 2) + (5 × 1) = 13.
Pour qu'il y en ait autant de chaque côté, je multiplie 4CO2 à droite par 2 et 5H2O à droite par 2 aussi. Ce qui donne C4H10 + 13O2 -> 8CO2 + 10H2O
Maintenant, à gauche, il y a 4 atomes de carbone et à droite, 8 × 1 = 8.
Pour qu'il y en ait autant de chaque côté, je multiplie C4 à gauche par 2. Ce qui donne : 2C4H10 + 13O2 -> 8CO2 + 10H2O
Ai-je réussis ?
C'est très bien !
On peut aussi utiliser des coefficients stœchiométriques fractionnaires et écrire :
C4H10 +13/2 O2 -> 5 H2O + 4 CO2
Mais votre proposition est plus aboutie.
4) Ecrire l'équation de la combustion incomplète du butane sachant qu'il se forme du monoxyde de carbone et de l'eau.
2C4H10 + 9O2 -> 8CO + 10H2O
Ma réponse à la question 4) ci-dessus est-elle correcte ?
Lors de votre première réponse, vous m'aviez dit que mes réponses aux questions 1 et 3 étaient correctes, sans parler de ma réponse à la question 5. Est-ce parce qu'elle est fausse ?
Vos réponses aux questions 1 et 3 sont correctes.
5) Dans une pièce de 50 m3, le fonctionnement de ce chauffage a consommé une masse de 116 g de butane. Quel est le volume V de monoxyde de carbone produit ?
5)
n = m / M
n = 116 / 58
n = 2 mol
V = VM / n
V = 24 × 2
V = 48 L
Non, ça ne va pas.
Regardez l'équation de la réaction...
2C4H10 + 9O2 -> 8CO + 10H2O
Revoyez votre réponse...
1 m3 = 103 L
50 m3 = 50 000 L
192 / 50 000 = 3,84 × 10-3%
Mais oui, bien sûr !
Je vous explique pourquoi (c'est la technique de la règle de trois)...
50 103 L d'air de la pièce contiennent 192 L de CO
1 L d'air de la pièce en contiendra 50 103 fois moins, càd 192 / 50 103 L
100 L d'air de la pièce en contiendront 100 fois plus, càd 100 
192 / 50 103 L
Cette dernière valeur représente donc le pourcentage de CO dans l'air de la pièce.
Si vous préférez le produit en croix...
192 L de CO dans 50 103 L d'air
x L de CO dans 100 L d'air
50 103 x = 192 100
x = 192 100 / 50 103
OK ?
OK !
Donc x = 192 × 100 / 50 × 103 = 384 000 L
Dans la question 6), on demande le pourcentage.
Faut-il tout simplement remplacer L par % ?
Donc x = 192 × 100 / 50 × 103 = 384 000 L
La quantité de CO pour 100 L d'air représente évidemment le pourcentage de CO dans l'air ; x % de machin signifie x machins dans 100 machins !!!
Pourtant, non.
J'ai bien tapé 192 × 100 / 50 × 103 ce qui, sur ma calculatrice, donne 384 000.
Si je tape 192 × 100 / 50 × 10-3, j'obtiens 0,384.
J'ai bien tapé 192 × 100 / 50 × 103 ce qui, sur ma calculatrice, donne 384 000.
Le calcul à effectuer est :
Essayez de refaire ce calcul en tapant : 192 × 100 / (50 × 103)
Votre calculatrice doit comporter une touche permettant d'écrire les puissances de dix afin d'éviter de telles erreurs.
Indiquez moi la marque et le modèle de votre engin et j'essaierai de vous indiquer la procédure à suivre.
Lorsque je tape 192 × 100 / (50 × 103), je trouve 0,384.
Ma calculatrice est une CASIO fx-92 Collège 2D +.
D'accord, je l'ai trouvée sur la toile...
Pour entrer les nombres en écriture scientifique, il suffit d'utiliser la touche [10x] ; elle se trouve au milieu de la rangée du bas (si l'image que j'ai est bien celle du modèle que vous avez en main)
Par exemple, pour écrire 50 103, il suffit de taper : [5][0][10x][3]
En utilisant cette touche, les parenthèses sont inutiles.
Je vous remercie !
Donc, la réponse à la question 6) est-elle bien la suivante ?
192 × 100 / 50 × 103 = 0,384%
Je ne comprends pas la dernière question.
7) Sachant qu'un pourcentage de 0,1% de monoxyde de carbone tue en 1 h, préciser s'il y a un risque d'intoxication.
Pouvez-vous, une fois de plus, m'éclairer ?
Réfléchissez un peu !
Quand le pourcentage de CO dans l'atmosphère est supérieur à 0.1 %, il y a un risque mortel à respirer cet air.
Ici, le pourcentage de CO est 0.384 %, qu'en pensez vous ?
La question me semblait tellement simple que je me disais que quelque chose de plus compliqué devait s'y cacher. C'est pour cette raison que je pensais ne pas la comprendre.
Mille mercis pour votre aide, vos conseils et ce que j'en ai appris !
Sans vous, je ne serais pas parvenue à effectuer l'intégralité de mes exercices.
C'était un plaisir de travailler avec vous.
Au revoir et à une prochaine fois j'espère...
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