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Niveau seconde
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La transformation chimique / équation/ déterminer la masse / mol

Posté par
PaulJ
29-07-22 à 15:02

Bonjour à tous, c'est ma première demande sur ce site et l'énoncé est le suivant :

Dans le cadre des missions Apollo, l'électricité du vaisseau était produite par une pile à combustible, dans laquelle du dioxygène et du du dihydrogène réagissent pour former de l'eau. L'eau était utilisée pour couvrir les besoins de l'équipage, estimés à 12 L par jour pour un équipage de trois personnes.
1- Écrire l'équation de réaction de la transformation qui a lieu dans la pile à combustible.
2- Déterminer la masse de dioxygène à embarquer pour couvrir les besoins en eau de l'équipage pour la mission Apollo 11 qui a duré 8 jours.
3- Comparer à la masse de dioxygène embarquée de 294 kg. Commenter

Données :
Masse volumique de l'eau : ρ = 1,0 kg.L-1
1 mole d'eau a une masse de 18g
1 mole de dioxygène a une masse de 32g

Cela fait plus d'une heure que je ne comprend pas, alors que j'ai fait des recherches sur Google et dans mon cours..

Mes réponses :
1- équations de réactions
  O2 + 2H2 ------> 2H2O
2- Pour 1 mole de dioxygène, on a besoin de 2 moles de d'hydrogène.

Et je bloque ici, je ne sais même pas si mon équation est correct et je ne sais pas ce que je dois faire pour résoudre la question 2.

J'espère que quelqu'un aura l'amabilité de me donner des éléments de réponses, j'en ai bien besoin..

Merci d'avance

Posté par
odbugt1
re : La transformation chimique / équation/ déterminer la masse 29-07-22 à 16:17

Bonjour,

Tu pourrais commencer par calculer le volume, puis la masse d'eau nécessaire pour les besoins de cette mission.

Posté par
PaulJ
re : La transformation chimique / équation/ déterminer la masse 29-07-22 à 19:52

Merci pour votre réponse,  je vais essayer

Donnés:
ρ=1,0 kg.L-1 = 1000 g.L-1
1 mole d'eau a une masse de 18g
On a besoin de 12×8=96L d'eau pour cette mission

v=m/ρ = 18/1000 = 0,018L dans une mole d'eau
Pour connaître le nombre de mole d'eau nécessaire on fait 96/0,018 ≈ 5333 mole
On sait qu'une mole d'eau a une masse de 18g donc pour connaître la masse d'eau nécessaire on fait 5333×18 = 95 994g ≈ 96 kg

Je crois que j'ai fait n'importe quoi, est ce que ce serait possible d'avoir un peu plus d'aide ?
Merci d'avance pour votre patience

Posté par
odbugt1
re : La transformation chimique / équation/ déterminer la masse 29-07-22 à 21:50

En remettant un peu d'ordre dans ton raisonnement :
La mission nécessite 8 * 12 = 96L d'eau
96L d'eau ont une masse de 96 kg soit 96000g d'eau
96000g d'eau correspondent à 96000 / 18 ≈ 5333 moles d'eau.

Poursuivons :
Combien de moles de dioxygène faut il utiliser pour produire 5333 moles d'eau ?
Penser à utiliser l'équation bilan qui a été écrite en réponse à la question 1
Quelle est alors la masse de ce dioxygène ( à embarquer ) ?

Posté par
PaulJ
re : La transformation chimique / équation/ déterminer la masse 30-07-22 à 14:16

La suite de la question 2 :


96000g d'eau correspondent à 96000/18=5333 moles d'eau. D'après l'équation de réaction de la question 1, on a besoin de 2666 moles de dioxygène et de 5333 moles de d'hydrogène pour produire 5333 moles d'eau.
1 mole de dioxygène a une masse de 32g.
32×2666=85312g≈85kg
Pour couvrir les besoins en eau de l'équipage de la mission Apollo 11, il faudra embarquer 85kg de dioxygène.

3- 85<294
L'équipage a embarqué plus de dioxygène que nécessaire, probablement par peur d'en manquer ou pour s'en servir d'une autre manière.

Je crois que tout est bon, enfin en tout à l'air de fonctionner

Posté par
odbugt1
re : La transformation chimique / équation/ déterminer la masse 30-07-22 à 20:17

Oui, c'est bon !

Remarque :
On peut éviter la plupart des calculs numériques intermédiaires en montrant que :

m(O_2)= \dfrac{\rho (eau) * V(eau) * M(O_2)}{2 * M(H_2O)}
avec :
ρ(eau) = 1000g/L
V(eau) = (12*8) = 96L
M(O2) = 32g/mol
M(H2O) = 18g/mol

On obtient m(O2) = 85333g soit 85,333 kg qu'il est judicieux d'arrondir comme tu l'as fait à 85kg



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