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suivi d'une réaction chimique 5 (dernier exo)
etudiantilois
Bonsoir (et bonne année à tous !),
Je bloque sur cet exercice :
Jusqu'au XVIIIème siècle, la poudre noire utilisée dans les armes à feu est une poudre constituée d'un mélange de nitrate de potassium, KNO3, de carbone, C, et de soufre, S. Les proportions massiques utilisées sont de 6 parties de nitrate de potassium, une partie de carbone et une partie de soufre. La transformation de ces trois réactifs produit du sulfure de potassium solide, du diazote gazeux et du dioxyde de carbone gazeux. Outre la production brusque d'un volume important de gaz, la transformation dégage de l'énergie, ce qui provoque une forte augmentation de température et de pression des gaz formés.
On considère une cartouche de fusil préparée à partir de 12 g de poudre noire.
1. a. Écrire la structure électronique du soufre S.
b. A quelle famille d'éléments appartient le potassium K ?
c. Donner les formules des ions sulfure et potassium, puis la formule du sulfure de potassium solide.
d. Écrire l'équation chimique associée à la transformation.
2. a. Calculer la masse des composants de la poudre noire utilisés dans la cartouche du fusil.
b. En déduire les quantités de matières correspondantes.
Je pense savoir répondre à ces questions si j'ai les formules de ces composants.
3. Dresser un tableau récapitulatif de la transformation, en utilisant l'avancement.
4. Réaliser un bilan de matière à l'état final.
5. Calculer le volume total de gaz dégagé à 20°C et 1,013*105 Pa.
6. Pourquoi fallait-il nettoyer les armes à feu après chaque tir ?
Donnée : Le volume molaire des gaz à 20°C et 1,013*105 Pa est : Vm=24,0 L.mol-1.
____
Je pense pouvoir faire les questions 3 et 4, après avoir eu la réponse à la question 2.
Merci d'avance de m'aider.
bonjour,
Je pense savoir répondre à ces questions si j'ai les formules de ces composants.
les formules des réactifs sont dans l'énoncé.
pour les produits ,il y a le diazote,le dioxyde de carbone (formules connues) et le sulfure de potassium.
Les question 1a et 1b t'orientent pour trouver la formule des ions potassium et sulfure.
Dans la formule du solide ,il doit y avoir autant de charges+ que de moins.
un exemple différent pour t'aider à comprendre.
le chlorure de calcium est constitué d'ions chlorure Cl- et d'ions calcium Ca2+
. Pour que le solide "chlorure de calcium "soit électriquement neutre,il faut 2 ions Cl- pour un ion Ca2+.La formule du solide sera CaCl2
Je ne suis pas sûr : la formule du sulfure de potassium est-elle K2S ? Je n'arrive pas à répondre à ces questions :
1. a. Écrire la structure électronique du soufre S.
b. A quelle famille d'éléments appartient le potassium K ?
c. Donner les formules des ions sulfure et potassium,.
Si la formule du sulfure de potassium est exacte, l'équation chimique est-elle :
2 KNO3 + 3 C + S => N2 + 3 CO2 + K2S ?
Re,
En l'absence de Coriolan, quelques indications :
1. Revois comment on lit une classification périodique des éléments pour savoir comment on trouve une famille d'éléments
2. Pour définir les structures électroniques des atomes et connaître les formules des ions, regarde cette fiche de rappel de cours (clique sur la maison) :
[lien]
Tu pourras de cette façon proposer des réponses à Coriolan
1. K2L8M6 ??
b. Métal alcalin.
c. S2- ? ; K+ ??
d. Mon équation est-elle juste ?
Pouvez-vous répondre aux questions suivantes svp ? Merci.
Bonjour,
Pourriez-vous me dire si mes réponses aux questions sont exactes svp ?
2. a. Calculer la masse des composants de la poudre noire utilisés dans la cartouche du fusil.
masse d'une partie=12/8=3/2 g.
mKNO3=6*(3/2)=9 g.
mC=1*(1/2)=0,5 g.
mS=1*(1/2)=0,5 g.
b. En déduire les quantités de matières correspondantes.
nKNO3i=mKNO3/MKNO3=9/101=0,089 mol.
nCi=mC/MC=0,5/12=0,0416 mol.
nSi=mS/MS=0,5/32=0,0156 mol.
3. Dresser un tableau récapitulatif de la transformation, en utilisant l'avancement.
2 KNO3 + 3 C + S => N2 + 3 CO2 + K2S
État initial | 0,089 | 0,0416 | 0,0156 | 0 | 0 | 0
État intermédiaire | 0,089 -2x | 0,0416-3x | 0,0156-x | x | 3x | x
État final | 0,089 -2xmax | 0,0416-3xmax | 0,0156-x max | xmax | 3xmax | xmax
4. Réaliser un bilan de matière à l'état final.
Si KNO3 est limitant, 0,089 -2xmax=0 <=> 0,089=2xmax <=> xmax=0,0445 mol.
Si C est limitant, 0,0416 -3xmax=0 <=> 0,0416=3xmax <=> xmax=0,01386 mol.
Si S est limitant, 0,0156 -xmax=0 <=> xmax=0,0156 mol.
Donc C est limitant, et xmax=0,01386 mol.
5. Calculer le volume total de gaz dégagé à 20°C et 1,013*105 Pa.
Vgaz=VCO2f + VN2f
VCO2f=nCO2f*Vm=3xmax*Vm=3*0,01386*24=0,99792 L.
VN2f=nN2f*Vm=xmax*Vm=0,01386*24=0,33264 L.
Donc : Vgaz=VCO2f + VN2f =0,99792+0,33264=1,33056 L.
6. Pourquoi fallait-il nettoyer les armes à feu après chaque tir ?
Il fallait nettoyer les fusils pour enlever le sulfure de potassium formé.
Etourdie!
revois tes calculs 3/2= 1,5 et non 0,5
Les calculs de qtés de matières sont faussés
Sinon,le principe des calculs est bien compris
J'ai repris mes réponses : sont-elles justes ?
2. a. Calculer la masse des composants de la poudre noire utilisés dans la cartouche du fusil.
masse d'une partie=12/8=3/2 g.
mKNO3=6*(3/2)=9 g.
mC=1*(3/2)=1,5 g.
mS=1*(3/2)=1,5 g.
b. En déduire les quantités de matières correspondantes.
nKNO3i=mKNO3/MKNO3=9/101=0,089 mol.
nCi=mC/MC=1,5/12=0,125 mol.
nSi=mS/MS=1,5/32=0,0469 mol.
3. Dresser un tableau récapitulatif de la transformation, en utilisant l'avancement.
2 KNO3 + 3 C + S => N2 + 3 CO2 + K2S
État initial | 0,089 | 0,125 | 0,0469 | 0 | 0 | 0
État intermédiaire | 0,089 -2x | 0,125-3x | 0,0469-x | x | 3x | x
État final | 0,089 -2xmax | 0,125-3xmax | 0,0469-x max | xmax | 3xmax | xmax
4. Réaliser un bilan de matière à l'état final.
Si KNO3 est limitant, 0,089 -2xmax=0 <=> 0,089=2xmax <=> xmax=0,0445 mol.
Si C est limitant, 0,125 -3xmax=0 <=> 0,125=3xmax <=> xmax=0,04166 mol.
Si S est limitant, 0,0469 -xmax=0 <=> xmax=0,0469mol.
Donc C est limitant, et xmax=0,04166 mol.
5. Calculer le volume total de gaz dégagé à 20°C et 1,013*105 Pa.
Vgaz=VCO2f + VN2f
VCO2f=nCO2f*Vm=3xmax*Vm=3*0,04166*24=3 L.
VN2f=nN2f*Vm=xmax*Vm=0,04166*24=1 L.
Donc : Vgaz=VCO2f + VN2f =3+1=4 L.
6. Pourquoi fallait-il nettoyer les armes à feu après chaque tir ?
Il fallait nettoyer les fusils pour enlever le sulfure de potassium formé.
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