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fer métallique.

Posté par
kamikaz 16-02-20 à 22:16

Bonsoir ,
Merci d'avance.

On met à disposition 16g  d'oxyde de fer lll (Fe2O3) , 38g de poudre d'Aluminium et un ruban de magnésium est utilisé pour amorcer la réaction.
En plus du fer produit, il se forme de l'alumine (Al2O3).

Données :MAl=27g/mol ; MO=16g/mol ; MFe=56g/mol.

1) Écrire l'équation bilan de la réaction.

2) Déterminer la quantité de matière initiale des reactifs.

3) Montrer que l'un des reactifs est à défaut.

4) Déduire la masse de fer obtenue.

Posté par
odbugt1re : fer métallique. 16-02-20 à 23:18

Bonsoir kamikaz,

Quelles difficultés rencontres tu pour faire cet exercice ?

Conseils pour la question 1 :
Identifier les réactifs et les produits afin d'écrire et d'équilibrer l'équation-bilan

Posté par
kamikazre : fer métallique. 17-02-20 à 08:17

Bonjour , mon problème c'est où mettre le magnésium .

1) Fe2O3 +2Al 2Fe +Al2O3.

Posté par
odbugt1re : fer métallique. 17-02-20 à 08:43

Le magnésium ne participe pas à la transformation chimique.
Il est utilisé comme une mèche pour amorcer la réaction.
Voir ici ( à partir de 1min 30s) :

Posté par
kamikazre : fer métallique. 17-02-20 à 09:16

Ok merci donc c'est juste à 8h17

Posté par
odbugt1re : fer métallique. 17-02-20 à 09:36

Tout à fait juste, oui !

Posté par
kamikazre : fer métallique. 17-02-20 à 09:40

La 2e question comment faire ?

Posté par
kamikazre : fer métallique. 17-02-20 à 09:41

Je dois faire le bilan molaire non ?

Posté par
odbugt1re : fer métallique. 17-02-20 à 09:50

Oui, un bilan molaire me semble bien adapté.

Posté par
kamikazre : fer métallique. 17-02-20 à 10:00

2)\dfrac{nFe_{2}O_{3}}{1}=\dfrac{nAl}{2}=\dfrac{nFe}{2}=\dfrac{nAl_{2}O_{3}}{1}

Posté par
kamikazre : fer métallique. 17-02-20 à 10:01

2)\dfrac{nFe_{2}O_{3}}{1}=\dfrac{nAl}{2}=\dfrac{nFe}{2}=\dfrac{nAl_{2}O_{3}}{1}

Posté par
kamikazre : fer métallique. 17-02-20 à 10:02

Comment faire ensuite ?

Posté par
odbugt1re : fer métallique. 17-02-20 à 10:17

a) Tu calcules les quantités de matière initiales en Fe2O3 et en Al
Soient ni( Fe2O3) et ni(Al) ces quantités de matière.

b) Tu compares ni (Fe2O3) / 1 avec ni (Al) / 2
La plus petite de ces deux quantités te désigne le réactif qui disparait totalement (réactif en défaut) .

Autre méthode (si tu l'as apprise) : Construire un tableau d'avancement

Posté par
kamikazre : fer métallique. 17-02-20 à 10:34

Ok ,

D'après le bilan molaire,

\dfrac{ni(Fe_{2}O_{3}}{1}=\dfrac{nFe}{2}

==>2ni(Fe2O3)=nFe

==>ni(Fe2O3)=\dfrac{nFe}{2}

Or nFe=\dfrac{mFe}{MFe}

On a MFe=56g/mol , comment calculer mFe ?

Posté par
kamikazre : fer métallique. 17-02-20 à 10:49

Oups on demande cela à la dernière question donc


D'après le bilan molaire,

ni(Fe_{2}O_{3})=nAl_{2}O_{3}

or nAl_{2}O_{3}=\dfrac{mAl_{2}O_{3}}{M Al _{2}O_{3}} et m(Fe_{2}O_{3}=mAl_{2}O_{3}

D'où mAl_{2}O_{3}=16g et

M Al_{2}O_{3}=27×2+16×3=102g/mol.


nAl_{2}O_{3}=\dfrac{16}{102}=0,15mol.

Posté par
kamikazre : fer métallique. 17-02-20 à 11:10

D'où niFe2O3=0,15mol

D'après le bilan molaire , \dfrac{niAl}{2}=nAl_{2}O_{3}

D'où niAl=2nAl2O3

niAl=2×0,15=0,3mol

3)niAl=0,3mol et niFe2O3=0,15

Donc le réactif à défaut est  l'oxyde de fer lll 2O3.

Posté par
kamikazre : fer métallique. 17-02-20 à 12:08

Je récapitule tout .

1/ Fe2O3 +2Al 2Fe +Al2O3.

2) On a \dfrac{nFe_{2}O_{3}}{1}=\dfrac{nAl}{2}=\dfrac{nFe}{2}=\dfrac{nAl_{2}O_{3}}{1}.

*Calcul des quantités de matière initiales  en Fe2O3 et Al.

. nFe2O3

D'après le bilan molaire ,
On a : niFe2O3=nAl2O3

Or nAl2O3=\dfrac{mAl_{2}O_{3}}{M Al_{2}O_{3}}

niFe2O3=nAl2O3 mFe2O3=16g

mAl2O3=16g.

niFe2O3=nAl2O3=\dfrac{mAl_{2}O_{3}}{M Al_{2}O_{3}}.

mAl2O3=16g , M Al2O3=27×2+16×3=102g/mol.

niFe2O3=\dfrac{16}{102}=0,16 mol.



. niAl

On a niAl=\dfrac{mAl}{M Al}

niAl=\dfrac{38}{27}=1,41mol

niAl=1,41mol.

3) Comparaison de \dfrac{niFe_{2}O_{3}}{1} et \dfrac{niAl}{2}.

On a : \dfrac{niFe_{2}O_{3}}{1}=0,15mol

Et \dfrac{niAl}{2}=\dfrac{1,41}{2}=0,71mol

D'où le réactif qui est à défaut est : l'oxyde de fer lll (Fe2O3)..

4) D'après le bilan molaire , \dfrac{nAl}{2}=\dfrac{nFe}{2} nAl=nFe

mAl=mFe

Donc mFe=38g.

Posté par
odbugt1re : fer métallique. 17-02-20 à 12:18

L'égalité n(Fe2O3) / 1 = n(Al) / 2 ne concerne que les quantités de matière ayant effectivement réagi.
Il est indispensable de connaître auparavant la nature du réactif limitant ( ou en défaut )

Pour trouver le réactif limitant je t'ai indiqué une des méthodes possibles ( 17-02-20 à 10:17)
Pourquoi ne pas la suivre puisque tu demandes de l'aide ?

Posté par
kamikazre : fer métallique. 17-02-20 à 12:35

Mais je croyais suivre vos conseils ...

C'est faux à quelle question ?

Posté par
odbugt1re : fer métallique. 17-02-20 à 14:47

Question 2 :

Quantité de matière initiale en Fe2O3 :
mi( Fe2O3)= 16g
M (Fe2O3)= 160 g/mol
ni(Fe2O3) = 0,1 mol

Quantité de matière initiale en Al :
mi(Al) = 38g
M(Al) = 27 g/mol
ni(Al) = 38 / 27 = 1,41mol

Question 3 :
Je compare ni(Fe2O3) / 1 avec ni(Al)  / 2 pour déterminer celui des réactifs qui est en défaut.

ni(Fe2O3) / 1 = 0,1 / 1 = 0,1 mol
ni(Al)  / 2 = 1,41 / 2 = 0,70 mol
0,1 < 0,7
C'est donc Fe2O3 qui est le réactif limitant ( en défaut )

Posté par
odbugt1re : fer métallique. 17-02-20 à 15:17

Après avoir relu avec davantage d'attention tes 4 posts consécutifs, je me suis rendu compte que sur la fin,  tu avais en effet, suivi mes conseils.
Il restait seulement une erreur de calcul pour la masse molaire de Fe2O3 (160g/mol et non 102g/mol) ce qui a entraîné une erreur sur la quantité initiale de ce réactif ( 0,10 mol et non 0,15mol )

Posté par
kamikazre : fer métallique. 17-02-20 à 15:29

Ok pour la dernière question , mFe=38g non .

Posté par
kamikazre : fer métallique. 17-02-20 à 15:33

Mais M Al2O3=M Al×2 +M O×3=27×2+16×3=102g/mol .

Posté par
odbugt1re : fer métallique. 17-02-20 à 15:51

Citation :

Ok pour la dernière question , mFe=38g non .
Non


Citation :

Mais M Al2O3=M Al×2 +M O×3=27×2+16×3=102g/mol .
La masse molaire concernée n'est pas celle de Al2O3 mais celle de Fe2O3 (160 g/mol)

Posté par
kamikazre : fer métallique. 17-02-20 à 15:52

Oui , je vois maintenant il s'agit de M Fe2O3.

Posté par
kamikazre : fer métallique. 17-02-20 à 15:53

Comment faire pour trouver mFe ?

Posté par
odbugt1re : fer métallique. 17-02-20 à 16:05

Tu utilises la relation que tu as écrite dans ton post du 17-02-20 à 10:00 en faisant attention que les quantités de matières " n " concernant les réactifs et les produits ne sont plus les quantités de matière initiales, mais les quantités de matière consommées (pour les réactifs) et le quantités de matière produites (pour les produits).
Donc :
n(consommé de Fe2O3) / 1  = n (produit de Fe) / 2

Posté par
kamikazre : fer métallique. 17-02-20 à 16:16

Ok donc \dfrac{nc_{Fe2O3}}{1}=\dfrac{np_{Fe}}{2}

npFe=2×nc Fe2O3


Comment calculer nc Fe2O3 ?

Posté par
odbugt1re : fer métallique. 17-02-20 à 16:33

Hélas, ta question montre que tu n'as pas compris grand chose à ce qui précède.
Fe2O3 est le réactif limitant (en défaut)
Il a totalement disparu.
En ce qui le concerne la quantité de matière consommée est donc égale à la quantité de matière initiale (laquelle a déjà été calculée)

Ce n'est évidemment pas la même chose pour Al qui n'est pas entièrement consommé ( mais on n'a pas à s'en préoccuper ici)

Connais tu la technique du tableau d'avancement ?
Elle est très efficace pour gérer ce genre de problèmes.

Posté par
kamikazre : fer métallique. 17-02-20 à 16:52

Donc npFe=2×0,1=0,2mol.



Or npFe=\dfrac{mFe}{M_{Fe}}

0,2=\dfrac{mFe}{56}

mFe=0,2×56=11,2g.

Posté par
kamikazre : fer métallique. 17-02-20 à 16:52

C'est quoi le [bleu] tableau d'avancement[/bleu] ?

Posté par
odbugt1re : fer métallique. 17-02-20 à 17:12

La masse de Fer produite est bien de 11,2g

Je t'ai déjà dit qu'un tableau d'avancement est une technique de résolution de ce genre de problème de chimie.
Suivant les pays et le niveau atteint cette technique est ou n'est pas au programme.
Na sachant pas dans quel pays, ni dans quel type de première tu es scolarisé j'ignore si cette technique est à ton programme.

Posté par
kamikazre : fer métallique. 17-02-20 à 17:51

J'aimerais bien apprendre cette technique .

Posté par
odbugt1re : fer métallique. 17-02-20 à 18:36

Impossible de faire un cours dans le cadre de ce forum.
Il existe une multitude de sites et de vidéos sur internet qui abordent cette technique.
Il faut chercher.
Voir ici :

Posté par
kamikazre : fer métallique. 17-02-20 à 19:58

Ok merci


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