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Pile à combustible Toyota Mirai
Doc. 1 Présentation du véhicule
Doté d'un réservoir de 121 L qui se remplit d'hydrogène en 5 minutes environ, le véhicule parcourt près de 500 km et ne rejette que de la vapeur d'eau. On estime à 2,5 kg la masse de dihydrogène nécessaire pour parcourir 250 km.
Doc. 2 Principe d'une pile
Une pile permet de convertir une énergie chimique en énergie électrique. Elle est constituée de deux électrodes à la surface desquelles ont lieu des transformations d'oxydoréduction.
Doc. 3 Schéma de la pile
La pile à combustible est alimentée en dihydrogène et en dioxygène en continu. Cette pile fonctionne grâce à une transformation d'oxydoréduction qui se révèle totale.
Données :
Couples oxydant/réducteur :
H+(aq) / H2(g) et O2(g) / H2O(ℓ)
Consommation urbaine en H2 : 0,69 kg tous les 100 km
M(H) = 1,0 g · mol-1
Volume molaire occupé par H2 dans le réservoir :
Vm = 0,070 L · mol-1
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1/Justifier que ce véhicule est respectueux de l'environnement.
2/Écrire l'équation de la réaction quand la voiture est en fonctionnement.
3/Préciser le caractère oxydant et réducteur des réactifs.
4/Compléter le schéma de la pile en indiquant le sens des électrons dans les fils métalliques.
5/Déterminer la masse d'eau rejetée dans l'atmosphère pendant un trajet qui nécessite le plein complet du véhicule.
6/Vérifier la valeur du volume du réservoir de stockage du dihydrogène.
Bonjour la commu, je bloque au niveau de la question 5 et 6, bien que je ne sois sur de rien pour les autres questions aussi je vous demande donc de l'aide.
Pour l'instant voici ou j'en suis la question 2 j'obtient: 4H+ + 2H2O --> 2H2 + O2 + 4H+
et la question 5 )
0.69 kg tout les 100km donc 3.45kg pour 500km
n(H2)conso = m / 2M(H) = 3450/2 = 1725 mol
D'après l'équation de la réaction, n(H2) = n(H2O)
soit:
m(H2O) = n(H2O)* M(H2O) = 1725*18 = 31,05 kg
voila tout mais je ne suis sur de rien et doute bcp car dans le doc 1 on nous dit 2.5kg pour 250km soit 5kg pour 500km ???
Question 1 : c'est vrai que le véhicule ne rejette que de l'eau mais ton raisonnement sur l'environnement ne prends pas en compte (entre autres...) les montagnes entières que les chinois doivent raser pour extraire les matières premières nécessaires à la construction des piles et des batteries dans ce genre de véhicule...
Sans photocopies des documents, difficile de vérifier tes réponses...
L'énoncé n'est pas très clair... Il précise qu'un plein complet correspond à un parcours d'un peu moins de 500km. Je ne pense pas que cette donnée imprécise doive être utilisée pour un calcul précis. Il faut plutôt partir du volume de dihydrogène correspondant à un plein (121L) et utiliser le volume molaire : 0,070L/mol.
Tu peux ainsi calculer la quantité (en moles) de H2 consommée et en déduire la quantité d'eau dégagée...
Ton équation bilan fait intervenir 4H+ à gauche et à droite : la quantité de ces ions ne varie pas ; ces ions ne doivent pas apparaître dans l'équation bilan.
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