Bonjour, je suis en 1ère S et j'ai eu un exercice dans un DS que je n'ai pas compris alors que j'étais censé avoir vu les notions en 2nd sauf que ce n'est pas le cas.
Le cuivre fût l'un des premiers métaux élaborés à partir de son minerai, vraisemblablement dès le V ème millénaire av JC, au moyen Orient.
Le minerai, contenant de l'oxyde de cuivre CuO, était chauffé en présence de charbon de bois (essentiellement du carbone C). Il apparaissait du cuivre et du dioxyde de carbone. Considérions un minerai contenant 5% d'oxyde de cuivre en masse pour cet exercice.
N°1: Calculer la quantité de matière contenue dans 50kg de minerai.
N°2: Déterminer l'évolution des quantités de chaque espèce chimique du systeme.
N°3: Donner l'expression littérale de la masse minimale de charbon qui serait nécessaire pour consommer totalement l'oxyde de cuivre contenu dans le minerai. Réaliser l'application chimique.
N°4: Donner l'expression chimique de la masse de cuivre produite. Réaliser l'application numérique.
Je vous assure que je n'ai rien vu de tout ça en 2nd... La moyenne de la classe de ce DS est de 5.25, le professeur n'a pas prit le temps de nous corriger cet exo.
Bonjour,
Je reformulerais la première question ainsi :
Calculer la quantité de matière d'oxyde de cuivre contenue dans 50kg de minerai.
Peut être pourrais tu au moins pour la première question indiquer ce que tu en penses.
Bonjour, oui j'ai effectué la première question sur mon cahier. Je vous explique mon cheminement ça je n'ai pas le résultat sous les yeux. J'ai fais les 50kg de minerai * 0,05( pour le 5%) divisé par la masse molaire de l'oxyde de cuivre. Il me semble que j'avais obtenu 31 mol environ.
OK
Question 2 :
Quelles sont les espèces chimiques du système ?
Parmi ces espèces quelles sont celles qui sont consommées ( dont les quantités de matière vont diminuer) ?
Et quelles sont celles qui sont produites ( dont les quantités de matière vont augmenter) ?
Voici l'équation chimique, j'avais oublié de la préciser parce que je l'avais déjà trouvé.
2 CuO (s) + C (s) => 2 Cu (s) + CO2 (g)
J'ai seulement fait la 1 et la 2... Mais étant donné que je n'avais pas vu les notions l'année dernière, j'ai essayé de faire avec ce que j'ai appris sur youtube avec quelques cours...
Les coefficients stœchiométriques de ton équation bilan sont ( dans l'ordre ou ils sont écrits) égaux à 2, 1, 2, 1
D'accord avec cela ?
Les quantités de matière consommées ( donc de CuO et de C ) et les quantités de matière produites ( donc de Cu et de CO2) sont proportionnelles aux coefficients stœchiométriques ( 2, 1, 2, 1)
Une des quantités de matière consommée est connue ( n=31,4 mol de CuO)
On exprime donc facilement la quantité de matière n(C) de l'autre espèce consommée ainsi que la quantité de matière n(Cu) produite.
Ayant ainsi trouvé les quantités de matière de C consommée et de Cu produite on en déduit les masses m(C) et m(Cu) correspondantes.
D'accord, merci. Je ne comprend pas exactement votre déduction pour exprimer n(C) ... J'aurais tendance à dire que les 95% de masse restantes sont du C.
Je ne comprend pas trop le rapport avec les coefficients stoechiométriques également, en quoi cela m'aide à trouver la quantité de matière produite en Cu?
Je pense avoir une idée, il me faut trouver n(C), sans cette donnée je ne pourrai pas trouver le réactif limitant et surtout, la valeur de xmax. Grâce à xmax je pourrai calculer n(Cu) produit. Validez vous mon hypothèse ?
Je ne comprend pas d'où sortent tes 95%
Dire que les quantités de matière sont proportionnelles aux coefficients stœchiométriques 2, 1, 2, 1 revient à dire en langue française ce qui en langage mathématiques s'exprime par :
n(CuO)/2 = n(C)/1 = n(Cu)/2 = n(CO2)/1
avec n(CuO) connu : n(CuO) = 31,4 mol
Revoir, si besoin est, la définition de la proportionnalité dans tes cours de 3e
Puisque on demande la masse minimale de carbone nécessaire pour consommer la totalité de l'oxyde de cuivre, il ne restera ni l'un ni l'autre de ces deux réactifs.
Donc ici, pas de réactif en excès, pas de réactif limitant.
Bien que la méthode que je propose soit la plus rapide, tu peux aussi répondre à la question posée à l'aide d'un tableau d'avancement en faisant attention qu'à l'état final on a n(CuO) et n(C) qui sont nuls simultanément.
Désolé du temps d'attente de ma réponse.
Si j'ai bien suivi, j'aurais juste à faire
m(C)= n*M avec n=31.4/2 et Mc = 12g.mol-1
Tu as bien suivi !
Toutefois, comme l'énoncé demande explicitement une relation littérale je conseille :
m(C) = n(CuO) * M(C) / 2
afin d'éviter de mélanger des grandeurs numériques (31,4 mol) avec des grandeurs littérales.
On peut même aller plus loin en décidant de noter par la lettre " t " le pourcentage (5%) et par Mm la masse du minerais (5.104 g)
On alors n(CuO) = t * Mm / M(CuO)
et par suite m(C) = t * Mm * M(C) / (2 * M(CuO))
Oui
Si on utilise moins que cette masse il restera un excès de CuO
Si on utilise davantage que cette masse il restera un excès de carbone
Si on utilise exactement cette masse il ne restera ni CuO, ni C
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