Un mélange de 7,2L d'ammoniac et de 5,76L de dioxygène réagit pour donner du diazote et de l'eau.
Question 1.
Écrire et équilibrer l'équation-bilan.
• NH3 + O2 > N2 + H2O.
Équilibrée;
• 2NH3 + 1,5O2 > N2 + 3H2O
Question 2.
Calculer les quantités de matière présentes en fin de réaction. (On donne le volume molaire gazeux en L/mol: V=24.)
Calcul de Ni (NH3)
Ni (NH3) = v(NH3 / V(NH3 = 7,2/24 = 0,3 mol.
Calcul de Ni(O2)
Ni(O2) = v(O2 / V(O2) = 5,76 / 24 = 0,24 mol.
Vérification.
Ni(NH3) / 2 =
Ni(O2) / 1,5
0,3/2 = 0,15 mol.
0,24/1,5 = 0,16 mol.
Ni(NH3) / 2 <
Ni(O2) / 1,5 les réactifs ammoniac (NH3) et dioxygène (O2 ne sont pas dans les proportions stœchiométriques: le réactif NH3 est en défaut. Il est donc totalement consommé, au contraire le dioxygène, qui est en excès n'est pas totalement consommé : il en reste à la fin.
L'ammoniac est le réactif limitant. On peut écrire;
Ni(NH3 = nc(NH3.
Nc (NH3 /2 =
Nc (O2 /1,5 =
Np (N2) /1 =
Np (H2O) /3.
Comme le reactif limitant NH3 est totalement consommé, on n'a :
Ni (NH3) = Nc (NH3) = 0,3 mol.
Ce qui nous permet de calculer :
On a :
Nc (NH3) /2 = Nc (O2) /1,5.
0,3 /2 = Nc (O2) /1,5 et Nc(O2) = 0,225 mol.
Nc (O2) = Np (N2) /1 = Np (H2O) /3.
0,3/2 = Np (N2) /1 = Np (H2O) /3.
Et Np (N2) = 0,15 mol.
Np (H2O) = 0,1 mol.
Notion de réactif en excès;
Nr (NH3) = Ni (NH3 - Nc
Nr (NH3) = 0,3 - 0,15 = 0,15 mol.
On trouve à la fin de la réaction 0,15 mol d'ammoniac, 0,15 mol de diazote et 0,1 mol d'eau.
Est ce que c'est la bonne façon de procéder ?
Tu dis que c'est l'ammoniac qui limite la réaction ... et tu trouves qu'il reste de l'ammoniac après la réaction. Cela ne me semble pas cohérent.
Il faut 0,75 mol de O2 pour 1 mol de NH3
Il faut donc 0,75 L de O2 pour 1 L de NH3
Il faut donc 7,2 * 0,75 = 5,4 L de O2 pour 7,2 L de NH3
C'est donc l'ammoniac qui est limitant dans la réaction.
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7,2 L d'amoniac : n = 7,2/24 = 0,3 mol
5,76 L de O2 : n = 5,76/24 = 0,24 mol
0,3 NH3 + 0,24 O2 ---> 0,15 N2 + 0,45 H2O + 0,015 O2
Les quantités de matière présentes en fin de réaction sont :
0,15 mol de N2 , 0,45 mol de H2O et 0,015 mol de O2
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Mais je n'y connais rien en chimie.
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