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Haut-fourneau
Bonjour à tous,
Pourriez-vous m'aider pour un exercice qui me pose quelques petits problèmes s'il vous plaît ? Merci d'avance.
En voici l'énoncé:
L'obtention du fer dans les hauts-fourneaux se fait par réaction entre des oxydes de fer et le monoxyde de carbone. La transformation s'effectue en plusieurs étapes, dont les principales sont modélisées par les équations chimiques suivantes:
a. 3 Fe2O3 (s) + CO (g) = 2 Fe3O4 (s) + CO2 (g)
b. Fe3O4 (s) + CO (g) = 3FeO (s) + CO2 (g)
c. FeO (s) + CO (g) = Fe (s) + CO2 (g)
1. Calculer les masses molaires moléculaires de Fe2O3, de Fe3O4 et FeO.
2. Par cette technique, on traite 500,0 kg d'oxyde de fer Fe2O3 avec une quantité de monoxyde de carbone suffisante pour que ce réactif soit en excès dans les trois étapes a, b et c.
Calculer la quantité de matière initiale de Fe2O3.
3. Construire le tableau récapitulatif de la transformation qui correspond à l'étape a. En déduire la quantité de matière, puis la masse de Fe3O4 obtenue à l'état final.
4. Construire le tableau récapitulatif de la transformation qui correspond à l'étape b. En déduire la quantité de matière, puis la masse de FeO obtenue à l'état final.
5. Construire le tableau récapitulatif de la transformation qui correspond à l'étape c. En déduire la quantité de matière, puis la masse de fer obtenue à l'état final.
Merci d'avance ! Monette.
Bonjour,
qu'as-tu cherché ?
1. Ce n'est pas difficile !
M(Fe2O3) = 2M(Fe) + 3M(O) = ....... g/mol
etc ...
2. n = m/M
3. 4. 5.
Il faut :
* faire un tableau d'avancement de la réaction
* étudier l'état maximal pour avoir l'avancement maximal (le plus petit des xmax) et le réactif limitant
* déterminer les quantités de matière finales puis les masses.
Je vais d'abord vous dire où je rencontre un problème.
Pour la question 1., voici les masses molaires des différents corps:
* M(Fe2O3) = 159,6 g.mol-1
* M(Fe3O4) = 231,4 g.mol-1
* M(FeO) = 71,8 g.mol-1.
Cependant, pour la question 2., j'ai quelqes incertitudes:
n(Fe2O3) = m(Fe2O3)/(Fe2O3)
Ce qui donne n (Fe2O3) = 3132,8. Est-ce bien de cette manière qu'il faut calculer cette quantité de matière ?
Ensuite pour le tableau : (xf correspond à xmax)
Equation de la réaction : 3 Fe2O3 (s) + CO (g) = 2 Fe3O4 (s) + CO2 (g)
Etat initial ( x = 0 mol ) : 3132,8 n(CO)i 0 0
Etat final ( x = xf) : 3132,8 - 3xf n(CO)i-xf 2xf xf
Cependant je n'arrive pas à déterminer xmax ! Pourriez vous m'aider s'il vous plaît ? J'ai vraiment besoin de votre aide ! Merci beaucoup d'avance ! Monette. 
Le problème c'est qu'avec un avancement maximal de 1044,3 mol, les quantités de matières obtenues sont négatives !
J'ai revu mes calculs et mes valeurs et, après rectification, je trouve, pour la question 3., 0,8 mol de Fe2O3, 1044 mol de CO, 2088 mol de Fe3O4 et 1044 mol de CO2. Je suis partie de 3132,8 - 3xf = 0 pour arriver à xf (xmax) = 1044 mol. Pour CO j'avais n(CO)i - xf: j'ai fait une équation en remplaçant xf par 1044 et ai trouvé n(CO)i = 1044 mol aussi. Est-ce exact ? Merci.
Monette.
Bonjour,
1. Penser à développer les résultats ...
2. Oui c'est ça sauf qu'il faut une unité au résultat !!!
3. L'équation de la réaction est 3 Fe2O3 (s) + CO (g) = 2 Fe3O4 (s) + CO2 (g).
Je suppose que Fe2O3 est le réactif limitant (car on a aucune donnée sur CO). Alors l'avancement de la réaction vaut xmax = 1044 mol.
Il se forme donc 2xmax = 2088 mol de Fe3O4 => m(Fe3O4) = ....... g
De retour ! Juste pour préciser que j'ai trouvé 483163,2 g mais est-ce bien possible ? Merci. Monette. 
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