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Maths pour la chimie

Posté par
ophlelepiv
19-02-14 à 15:27

Bonjour, jai un dm de chimie et je ny arrive vraiment.
Jaurais besoin de votre aide. Le voici :

On souhaite determiner la composition d'un produit forme de 3 substances S1, S2 et S3, quon ne peut separer. En revanche, laction dun reactif chimique permet de transformer S1 en S2 (mole par mole) et en dautres produits qui sont ensuite elimines. Un procédé similaire transforme S3en S1 mais a raison de 2 moles de S3 pour 1 mole de S1. On prend alors tros flacons comprend une quantite identique du compose et on pratique les operations suivantes: (1) on pese le 1er flacons, et on trouve 40g; (2) dans le 2eme, on transforme S1 en S2, on evaccue les autres produits pour ne consever que S1, S2 et S3, et on pese 30g; (3) dans le 3e flacons, on transforme S3 en S1 et on evacue les autres produits, et on pese de meme 35g. On sait que S1= 10g.mol-1; S2=5g.mol-1 ; S3=10g.mol-1 

Voila, merci

Posté par
Coll Moderateur
re : Maths pour la chimie 19-02-14 à 15:44

Bonjour,

Trois équations à trois inconnues (mais une résolution immédiate par comparaison des équations 2 à 2).
Quelles équations peux-tu écrire ?

Posté par
ophlelepiv
re : Maths pour la chimie 19-02-14 à 16:14

Bonjour Javais trouver une equation : 2S1+ 4S2=40g.mol-1 mais je ne pense pas que ce soit ca qui me permette dabiutir au resultat :/

Posté par
Coll Moderateur
re : Maths pour la chimie 19-02-14 à 16:17

Il y a trois flacons.
Ce que dit l'énoncé pour chacun des flacons permet d'écrire trois équations.

Posté par
ophlelepiv
re : Maths pour la chimie 19-02-14 à 16:23

1er flacon : x=40g
2em flacon : S1+S2+S3=30g
3eme flacon : S1= 35g

Posté par
ophlelepiv
re : Maths pour la chimie 19-02-14 à 16:26

Non ce nest pas ca

Peut etre : S2= 30g et S3= 35g ? :/

Posté par
Coll Moderateur
re : Maths pour la chimie 19-02-14 à 16:33



Si je sais lire l'énoncé, je lis que S1, S2 et S3 sont trois substances, mélangées et dont les masses molaires sont données.
Ce ne sont donc pas des inconnues.

Les trois inconnues sont les quantités de matière de ces trois substances. On peut les noter respectivement x, y et z
En conséquence, le premier flacon permet d'écrire une première équation :

10x + 5y + 10z = 40

Il faut faire la même chose pour les deux autres flacons et résoudre...

Posté par
ophlelepiv
re : Maths pour la chimie 19-02-14 à 16:34

Enfet je pense que je narrive pas a comprendre   l enoncé. Le compose a l'origine pese 40g c'est  ca ?

Posté par
ophlelepiv
re : Maths pour la chimie 19-02-14 à 16:37

10x+5y+10z=40
10x+5y+10z=30
10x+5y+10z=35

Posté par
ophlelepiv
re : Maths pour la chimie 19-02-14 à 16:54

Le syteme est impossible

Posté par
Coll Moderateur
re : Maths pour la chimie 19-02-14 à 16:56

La première équation (celle que je t'ai donnée) est juste.
Les deux autres sont fausses. Tu n'as pas bien lu l'énoncé.

Posté par
ophlelepiv
re : Maths pour la chimie 19-02-14 à 17:04

10x+5y+10z=40
10y+10z=30
5y+20x=35

Je pense que cest ca Non?

Posté par
ophlelepiv
re : Maths pour la chimie 19-02-14 à 17:15

Je trouve x=1.5
Y=1
Z=2

Posté par
Coll Moderateur
re : Maths pour la chimie 19-02-14 à 17:36

Raisonnement pour le bocal 1

Substance S1
quantité de matière : x
masse molaire : 10 g.mol-1
masse de cette substance : 10x grammes

Substance S2
quantité de matière : y
masse molaire : 5 g.mol-1
masse de cette substance : 5y grammes

Substance S3
quantité de matière : z
masse molaire : 10 g.mol-1
masse de cette substance : 10z grammes

Masse du bocal 1 (en grammes) :

10x + 5y + 10z = 40
____________

Peux-tu écrire ton raisonnement pour le bocal 2 ?
Je ne comprends pas comment tu parviens à 10y + 10z = 30

Je ne comprends pas davantage ton raisonnement pour le bocal 3 d'ailleurs

Posté par
ophlelepiv
re : Maths pour la chimie 19-02-14 à 17:43

On ne peut pas separer les 3 substances.

Pour le bocal 2: il y a tjrs S3 mais S1 est transformé en S2  donc il y a S3+2S2

Pour le bocal 3: S2 est tjrs present mais on transforme S3 en S1 donc il y a S2+ 2S1

Posté par
Coll Moderateur
re : Maths pour la chimie 19-02-14 à 17:50



Tu confonds les substances et les quantités de matière.
Il faut raisonner avec les quantités de matière (le B.A. BA de la chimie...)

Posté par
ophlelepiv
re : Maths pour la chimie 19-02-14 à 17:55

Oh mince...

Posté par
ophlelepiv
re : Maths pour la chimie 19-02-14 à 18:08

(1) 10x+5y+10z=40
(2) 2*5y+10z=30
(3) 5y+ 2*10x= 35

Posté par
Coll Moderateur
re : Maths pour la chimie 19-02-14 à 18:34



En écrivant la deuxième équation tu supposes que la quantité de matière de S1 est égale à la quantité de matière de S2 ; ce que tu ne sais pas

De même, en écrivant la troisième équation, tu supposes que la quantité de matière de S3 est égale à la quantité de matière de S1 ; ce que tu ne sais pas davantage...

Bocal 2 : une mole de S1 devient une mole de S2

Bocal 3 : deux moles de S3 deviennent une mole de S1

Posté par
ophlelepiv
re : Maths pour la chimie 19-02-14 à 21:06

Dans chaque equation j'ajoute la masse de la mole concerne . Par exemple pour le bocal 2 j'ajoute 5g.mol-1 .... ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Maths pour la chimie 20-02-14 à 07:35

Je te donne la solution pour le bocal 2

Au départ il y a dans chaque bocal
. x mol de S1
. y mol de S2
. z mol de S3

Dans le bocal 2 on transforme (une mole pour une mole) S1 en S2
donc à l'arrivée il y a dans le bocal 2 :
. (x + y) mol de S2
. z mol de S3

Si bien que les masses vérifieront la deuxième équation du système :
\left \lbrace \begin{array}{ccccccc}10x&+&5y&+&10z&=&40 \\ \,&\,& 5(x+y)&+&10z&=&30 \\ (\, ... \,)\end{array}

À toi pour la troisième et dernière équation.

Posté par
ophlelepiv
re : Maths pour la chimie 20-02-14 à 09:38

Ah oui d'accord . Vos explications sontvraiment claires et je comperend mieu. Mais pour le 3eme bocal il sagit d'une experience independate et donc je repart de (1)? Ou bien elle est continue a la (2)?

Posté par
ophlelepiv
re : Maths pour la chimie 20-02-14 à 09:46

(3) 10(x+2z)+5y=35
Car au depart il y a :
X mol de S1
Y mol de S2
Z mol de S3
On transforme S3 en S1 (2mol de S3 pour 1 de S1 d'oú (x+2z)
? :/

Posté par
Coll Moderateur
re : Maths pour la chimie 20-02-14 à 10:58



Il faut 2 moles de S3 pour obtenir 1 mole de S1

Avec z mole(s) de S3, combien obtient-on de mole(s) de S1 ?

Posté par
ophlelepiv
re : Maths pour la chimie 20-02-14 à 11:07

Z/2 mole de s1

Posté par
Coll Moderateur
re : Maths pour la chimie 20-02-14 à 11:17

Eh oui...

D'où le système :
\left \lbrace \begin{array}{ccccccc}10x&+&5y&+&10z&=&40 \\ \,&\,& 5(x+y)&+&10z&=&30 \\ 10(x+\frac{z}{2})&+&5y &\,& \,&=& 35\end{array}

qui peut aussi s'écrire :
\left \lbrace \begin{array}{ccccccc}10x&+&5y&+&10z&=&40 \\ 5x &+& 5y&+&10z&=&30 \\ 10x&+&5y&+&5z&=& 35\end{array}

et dont la résolution est immédiate...

Posté par
ophlelepiv
re : Maths pour la chimie 20-02-14 à 11:27

Ah oui.... Du coup je trouve y= 5 x=1 et z=1/2

Posté par
Coll Moderateur
re : Maths pour la chimie 20-02-14 à 11:30



Ces valeurs ne sont pas la solution du système...

Posté par
ophlelepiv
re : Maths pour la chimie 20-02-14 à 11:30

Plutot : y=25 x=5 et z=5/2 (car javais tous divisé par 5)

Posté par
Coll Moderateur
re : Maths pour la chimie 20-02-14 à 11:33



Première équation :
10x + 5y + 10z = 50 + 125 + 25 = 200
on est loin des 40 qu'il faut trouver...

Posté par
ophlelepiv
re : Maths pour la chimie 20-02-14 à 11:36

Oui oui jai fais une erreur je recalcule !

Posté par
ophlelepiv
re : Maths pour la chimie 20-02-14 à 11:58

Enfin trouvé:
X=2
Y=2
Z=1
  

Posté par
ophlelepiv
re : Maths pour la chimie 20-02-14 à 11:58

Et cela verifie bien les equations

Posté par
Coll Moderateur
re : Maths pour la chimie 20-02-14 à 13:14

C'est cela.

En soustrayant la deuxième équation de la première, il vient 5x = 10 et donc x = 2
En soustrayant la troisième équation de la première, il vient 5z = 5 et donc z = 1

En remplaçant ces valeurs de x et z dans n'importe laquelle des trois équations on trouve y = 2

Posté par
ophlelepiv
re : Maths pour la chimie 20-02-14 à 18:39

Oui. Merci beaucoup de votre aide. Jai pu comprendre l'enonce et l'exercice grace a vous. Merci

Posté par
Coll Moderateur
re : Maths pour la chimie 20-02-14 à 19:44

Je t'en prie.
À une prochaine fois !



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