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Quantité de matière dans une molécule

Posté par
Clem103
07-04-17 à 11:16

Bonjour,
En parcourant un exercice, je me suis posé une petite question.
J'ai un alcool de formule général CnH2n+2O, qui forme 52.8g de dioxyde de carbone et 25.2g d'eau
CnH2n+2O -> X CO2 + X  H2O
Grâce à la masse molaire moléculaire je trouve que nCO2= 1.2 mol et que nH2O = 1.4 mol
A partir de là je cherche la quantité de matière nC et nH
Je sais que nC = nCO2 et que nH = 2nH2O
Mais je ne comprends pas pourquoi
Merci d'avance pour vos explications

Posté par
molecule10
re : Quantité de matière dans une molécule 07-04-17 à 15:22


     Bonsoir  Clem103 :

     Ton  énoncé  n'est  pas  complet ?  quel  est  la  quantité  d'alcool  de  départ .

      Salutations .

Posté par
J-P
re : Quantité de matière dans une molécule 07-04-17 à 16:55

M(CO2) = 12 + 2*16 = 44 g/mol
M(H2O) = 2 + 16 = 18 g/mol

52,8 g de CO2 --> n(CO2) = 52,8/44 = 1,2 mol
25,2 g de H2O --> n(H2O) = 25,2/18 = 1,4 mol

a CnH(2n+2)O + b O2 -->  1,2 CO2 + 1,4 H2O

a.n = 1,2
(2n+2).a = 2,8

a.n = 1,2
(n+1).a = 1,4
1,2 + a = 1,4
a = 0,2

0,2 C6H14O + 1,8 O2 -->  1,2 CO2 + 1,4 H2O

Sauf distraction.  

Posté par
J-P
re : Quantité de matière dans une molécule 08-04-17 à 09:36

Zut une ligne de ma réponse s'est perdue.

Lorsque on a trouvé a = 0,2

par :  a.n = 1,2
n = 1,2/0,2 = 6

Posté par
Clem103
re : Quantité de matière dans une molécule 08-04-17 à 16:50

Merci pour ta réponse J-P, c'est clair mais doit-on forcément mettre des nombres stoechiométriques entiers ?
Et effectivement molécule10 l'énoncé n'était pas complet il manquait la masse de départ du composé.
J'ai toutefois réussi à finir l'exercice merci pour votre aide !

Posté par
J-P
re : Quantité de matière dans une molécule 08-04-17 à 19:45

Citation :
Et effectivement molécule10 l'énoncé n'était pas complet il manquait la masse de départ du composé
.

Ah bon ?

Dois-je alors en conclure que ma réponse est fausse ... puisque je n'ai nullement eu besoin de la donnée "manquante" ?

Mais, comme je n'y connais rien en chimie, c'est bien possible.  

Posté par
vanoise
re : Quantité de matière dans une molécule 09-04-17 à 11:07

Bonjour

Citation :
Dois-je alors en conclure que ma réponse est fausse ... puisque je n'ai nullement eu besoin de la donnée "manquante" ?

Mais, comme je n'y connais rien en chimie, c'est bien possible.  

Je peux rassurer JP : il a raison sur toute la ligne ! Ce problème possède 2 inconnues : la valeur de n et la quantité initiale d'alcool. L'énoncé fournit 2 renseignements utiles  : les quantités formées de H20 et de CO2 : le compte est bon !
Citation :
mais doit-on forcément mettre des nombres stœchiométriques entiers ?

Je comprends l'interrogation. Pour un problème aussi simple, toute méthode utilisant la proportionnalité des quantités réagissantes aux coefficients stœchiométriques est acceptable mais certaines méthodes peuvent, lorsque le programme se complique (terminale, enseignement supérieur), se révéler plus performantes que d'autres. Il est donc sage de les privilégier dès la première. La méthode préconisée en France est la méthode du tableau d'avancement. Sans savoir si tu l'as déjà étudiée, je vais m'en passer. Dans tous les cas, il faut commencer par écrire l'équation de la réaction en fonction de n :

C_{n}H_{2n+2}O+\frac{3}{2}n\;O_{2}\rightarrow n\;CO_{2}+\left(n+1\right)\;H_{2}O
Les quantités de CO2 et de H2O formées sont proportionnelles aux coefficients stœchiométriques :

\frac{n_{CO2}}{n}=\frac{n_{H2O}}{n+1}

\frac{1,2}{n}=\frac{1,4}{n+1}\quad;\quad1,2\left(n+1\right)=1,4n
On obtient très simplement n = 6 et donc l'équation de la réaction :

C_{6}H_{14}O+9\;O_{2}\rightarrow6\;CO_{2}+7\;H_{2}O
La suite est simple : la quantité initiale d'alcool est 1/6 de la quantité de CO2 formée et la quantité de O2 nécessaire à la réaction totale est 1,5 fois la quantité de CO2 formée...

Posté par
Clem103
re : Quantité de matière dans une molécule 10-04-17 à 19:39

Super merci pour ta réponse très complète
J'ai en effet étudié le tableau d'avancement en début d'année mais je ne comprends pas bien comment l'utiliser
Si cela ne te prends pas trop de temps j'aimerai bien comprendre comment l'utiliser.

Posté par
Clem103
re : Quantité de matière dans une molécule 10-04-17 à 19:46

C_{n}H_{2n+2}O + \frac{3}{2}n O_{2} \rightarrow  nCO_{2} +(n+1) H_2O
x_i?illimitée ?00
x?illimitée ?nx(n+1)x
x_{max}?illimitée ?n1.4 ?n1.2 ?


J'ai essayer de le remplir et voilà ce que ça donne, je pense ne pas utiliser la bonne méthode

Posté par
vanoise
re : Quantité de matière dans une molécule 11-04-17 à 10:31

Citation :
je pense ne pas utiliser la bonne méthode

Disons plutôt que ton tableau n'est pas complet !
espèces chimiquesCnH2n+2OO2CO2H2O
Quantités initiales (moles)NaNo (en excès)00
Quantités en cours (moles)Na-xNo-3n.x/2n.x(n+1).x
Quantités finales (moles)Na-xf=0No-3n.xf/2 >0n.xf=1,2(n+1).xf=1,4

Cela n'est pas précisé dans l'énoncé : si la combustion complète se produit dans l'air et que la quantité de dioxygène consommée n'est pas demandée, il est tout à fait correct d'écrire comme tu l'as fait : "illimitée" à propos de la quantité de dioxygène initiale. L'essentiel est de bien comprendre que le réactif limitant est l'alcool ; il n'en reste donc plus à l'état final. La suite est très simple : les quantités formées de CO2 et H2O conduisent à la double égalité :

x_{f}=\frac{1,2}{n}=\frac{1,4}{n+1}
Comme déjà dit, cela conduit à n = 6 . Ensuite :  xf=0,2mol.
Donc, d'après le tableau : Na=xf=0,2mol ; la quantité de O2 consommée vaut : 9xf=1,8mol.
Comme déjà dit, cette méthode du tableau d'avancement n'est pas indispensable ici mais elle constitue un excellent entraînement préparatoire aux problèmes plus compliqués que tu rencontreras plus tard ...

Posté par
Clem103
re : Quantité de matière dans une molécule 11-04-17 à 10:46

Super merci d'avoir pris le temps de bien tout détailler, c'est tout compris !
Bonne journée à toi



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