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Niveau première
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quantité de matière, tableau d'avancement

Posté par
lapetitefraise
15-09-10 à 18:14

Bonjour à tous,
Je suis en Première S et j'ai un DM de chimie à faire. Ce sont surtout des révisions de seconde mais je trouve ça difficile alors que l'année dernière j'étais très à l'aise avec ça. Je n'arrive vraiment pas à démarrer l'exercice.
Je vous écris l'énoncé :

Certaines chaudières domestiques consomment du propane qui brûle selon :
C3H8 + 5CO2 donne 3CO2 + 4H2O
Une journée d'hiver cette chaudière brûle 4kg de propane.

1) Calculer la quantité de matière correspondant à cette masse.
Donc moi j'ai fais : masse molaire de C3H8 = 44g/mol.
                     4kg = 4000g
                     n = m/M = 4000/44 soit environ = 100
4kg de propane correspondant à 100 mole.
Est-ce que c'est juste ? Parce que en fait je ne sais pas si il fallait compter aussi avec les 5o2 ou pas... Vous en pensez quoi ?

2) Dresser le tableau d'avancement correspondant à cette combustion, dans les conditions stoechiométriques.
Donc la je n'y arrive pas. Je sais faire un tableau d'avancement, c'est pas ça la problème. Je sais ce que sont les conditons stoechiométriques : il n'y a plus de réactif à la fin. Mais avec le résultat que j'ai trouvé au dessus, je n'ai pas la quantité de mole de 5O2. Comment je la calcule ? Est-ce que je dois compter qu'il y en a aussi 4kg ou est-ce que je devais la calculer dés le départ ?

Aidez-moi je comprends rien !

Il y a d'autres questions mais pour le moment je vais m'arrêter la, car les questions dépendent des 2 premières donc en ayant les 2 premières réponses j'essayerai ensuite de résoudre les autres, le but n'étant pas que ce soit vous qui fassiez mon DM...

Posté par
coriolan
re : quantité de matière, tableau d'avancement 16-09-10 à 10:41

n=4.103/44=91 mol
si on ne garde qu'un chiffre significatif il faut écrire 9.101

                   C_3H_8\,\,\,+5O_2\,\,\,=\,\,3CO_2\,\,+4H_2O

c initiales       9.101         n0                   0          0

en cours          9.10-1-x      n0-5x                        3x        4x


dans les condititions stoechiométriques ,quand l'un des 2 réactifs est totalement consommé,l'autre l'est aussi

donc,quand 9.101-x=0  ,n0-5x=0  
comme xmax =9.101 mol   no=5*9.101mol soit45.101mol ou 5.102 mol si on ne garde qu'un chiffre significatif.
        

Posté par
lapetitefraise
re : quantité de matière, tableau d'avancement 18-09-10 à 18:44

Bonjour,

Merci Corolian ! J'ai donc réussi a remplir mon tableau d'avancement et j'obtiens donc cela :

etatavancementC3H85H2O3CO24H2O
initial090.9a00
intermediairex90.9-xa-5x+3x+4x
finalxmax90.9-xmaxa-5xmax+3xmax+4xmax
bilan90.900272.7363.6


On sait que la réaction se déroule dans les conditions stoechiométriques : c'est a dire qu'il n'y a plus de réactif a la fin donc :
90.9-xmax = 0
donc xmax = 90.9 mol

On peut donc trouver a :
a-5xmax = 0
a-5*90.9 = 0
a - 454.5 = 0
a = 454.5 mol

Problème : je bloque a la question 3 qui est :
c) Calculer la masse et le volume de dioxygène nécessaire pour cette combustion (température de l'air 4degré Celsius, pression atmosphérique normale : 101 300 Pa)
Est ce que c'est possible que je trouve 14kg de dioxygène soit 10m3 ? Car je trouve ca un peu bizarre 14kg de dioxygène... !

d) Quel est approximativement le volume d'air nécessaire ?

Merci de bien vouloir m'aider, je suis un peu (beaucoup) perdu !

Posté par
coriolan
re : quantité de matière, tableau d'avancement 19-09-10 à 10:39

je suis d'accord avec le tableau ,
m(O2)=n*M=454,5*32=14,5.103g=14,5kg

PV=nRT
V=nRT/P=(454,5*8.31*277)/101300=10,3m3

reste le problème des chiffres significatifs,mais trop souvent l'auteur de l'énoncé n'y pense pas.

le volume d'air est environ 5 fois plus grans que le volume de O2.

la masse peut surprendre car les pb de chimie portent plus rarement sur de grands nombre de mol.

1L de d'air dans les CNTP à une masse de 1,3g.
L'ordre de grandeur c'est 1g/L  donc 1kg/m3   donc 10 kg pour 10m3.......

Posté par
lapetitefraise
re : quantité de matière, tableau d'avancement 19-09-10 à 12:49

Merci Corolian !
J'avais fais la même démarche pour trouver le volume de dioxygène mais c'est juste que je trouvais ca bizarre. C'est donc possible que je trouve 14kg de dioxygène ?
Pour les chiffres significatifs, le prof ne nous a pas donné de précision...
Par contre je ne comprend pas ta démarche :

"1L de d'air dans les CNTP à une masse de 1,3g.
L'ordre de grandeur c'est 1g/L  donc 1kg/m3   donc 10 kg pour 10m3......."

C'est pour le d ?

Posté par
coriolan
re : quantité de matière, tableau d'avancement 19-09-10 à 19:23

c'est une remarque indépendante du problème.



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