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Synthèse d'ammoniac

Posté par
Alix961
30-01-16 à 20:55

Hello j'aurais besoin d'un petit peu d'aide svp ^^
"L'ammoniac NH3 est l'un des précurseurs fondamentaux de la chimie industrielle. Il est synthétisé à partir de diazote N2 et de dihydrogène H2, selon la réaction d'équation N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g).
On cherche à choisir les meilleures conditions expérimentales pour favoriser cette réaction. Si un abaissement de la température favorise la formation de l'ammoniac, il augmente cependant significativement la durée de la réaction chimique. L'utilisation d'un catalyseur est donc envisagée : en effet, celui-ci permet d'abaisser la durée d'évolution d'une réaction. Par ailleurs, l'injection des deux gaz à haute pression dans le réacteur favorise la formation de l'ammoniac. Considérant tous ces facteurs, la synthèse industrielle de l'ammoniac s'effectue en phase gazeuse. Les réactifs sont introduits dans les proportions stoechiométriques et leur réaction a lieu à la surface d'un catalyseur très divisé, sous une pression comprise entre 100 et 200 bars et à une température comprise entre 350 et 500 °C."
Voici les questions :
1) Quelles sont les conditions de synthèse qui influencent l'état final du système en favorisant la formation d'ammoniac?
Je dirais la température, l'utilisation d'un catalyseur, phase gazeuse, proportions stoechiométrique
2) Quelle est l'incidence d'une augmentation de la température sur la réaction de synthèse considérée? Commenter relativement à la réponse précédente.
Cela empêche la favorisation de la formation de l'ammoniac, mais cela accélèrera la réaction
3) Quel est le rôle d'un catalyseur?
Abaisser la durée d'évolution d'une réaction sans intervenir dans l'équation bilan
4) Comment qualifier la catalyse envisagée lors de cette synthèse?
C'est une catalyse homogène je dirais car les réactifs et le catalyseur sont des gaz
5) Que signifie l'expression « catalyseur très divisé »? Quel en est l'intérêt?
Je ne sais pas
6) En supposant l'avancement maximal atteint lors de cette réaction, calculer le volume de dihydrogène, pris dans les conditions normales de température et de pression, nécessaire à la synthèse quotidienne de 1,0 tonne d'ammoniac.
Données : Dans les conditions normales de température et de pression, une mole de gaz occupe un volume de 22.4 L
Je ne comprend pas
7) Le dihydrogène nécessaire à la synthèse de l'ammoniac est obtenu par reformage du méthane selon l'équation bilan: CH4(g) + 2 H2O(l) 4 H2(g) + CO2(g).
- a) Calculer la masse de CO2 coproduite lors de la synthèse de 1,0 tonne de NH3.
Je ne trouve pas
- b) Quel inconvénient majeur présente cette coproduction de CO2, d'un point de vue environnemental ?
Je dirais que cela pollue

***Niveau mis en accord avec ton profil***

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Synthèse d'ammoniac 31-01-16 à 10:28

Salut !

1) oui

2) utilise plutôt le verbe "défavoriser" pour simplifier. Sinon c'est ok

3) oui

4) oui

5) il s'agit de la forme ici. C'est une poudre, une mousse, des fils très fins.
Dans l'industrie c'est utilisé pour augmenter la surface du catalyseur

6) Tu dois faire un tableau d'avancement et utiliser la relation n = V/Vm

Posté par
Alix961
re : Synthèse d'ammoniac 31-01-16 à 12:13

Salut merci pour ta réponse ,
  j'avais trois questions :
La première : Pour la question 5, la réponse que tu m'as donné suffit-elle ou dois-je la compléter ?

La deuxième, pour la question 2 quand on me demande "Commenter relativement à la réponse précédente" est ce que j'y ai déjà répondu ou dois je faire une réponse à part ?

La troisième, pour le tableau d'avancement de la question 6, je dois utilisé l'équation bilan :    N2(g) + 3 H2(g) --> 2 NH3(g) mais pour le dihydrogène je n'ai que sont Vm comment je peut trouvé sa quantité n pour faire V= n*Vm

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Synthèse d'ammoniac 31-01-16 à 13:42

5) ça suffit

2) Tu complètes en disant que la température est un facteur cinétique

6) On te dit que tu es dans les CNTP et on te donne la masse d'ammoniac

Posté par
Alix961
re : Synthèse d'ammoniac 31-01-16 à 15:14

Donc si je comprend bien, pour calculer le volume de dihydrogène je dois d'abord calculé celui de l'ammoniac en faisant la masse d'ammoniac soit 1.0 t (convertie en mol j'ai trouvé 5.9x10^4 mol) * 22.4 L = j'obtiens un volume de 1315249 L
Si c'est bon, je ne vois pas comment faire après

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Synthèse d'ammoniac 31-01-16 à 18:04

Tu as N2 + 3H2 ---> 2NH3

Tu calcules la quantité de matière d'ammoniac formé à partir de sa masse et sachant que tu es dans les CNTP. Or cette quantité de matière vaut 2 fois l'avancement maximal.
Et tu vois dans le bilan que n(H2) - 3xmax = 0 => n(H2) = 3xmax

Posté par
Alix961
re : Synthèse d'ammoniac 31-01-16 à 19:17

je suis désolé, je ne comprend pas

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Synthèse d'ammoniac 31-01-16 à 21:48

Mais tu as déjà vu les tableaux d'avancement et les bilans ?

Posté par
Alix961
re : Synthèse d'ammoniac 01-02-16 à 01:02

Oui mais je ne vois pas la démonstration qu'il faut faire

Posté par
sebastien338
re : Synthèse d'ammoniac 01-02-16 à 09:19

Bonjour à toutes et à toutes.  

***Hors sujet***

   Merci d'avance.

***Edit gbm***

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Synthèse d'ammoniac 01-02-16 à 10:11

Déjà essaie de faire un tableau d'avancement, pou la démo on verra après

Posté par
Alix961
re : Synthèse d'ammoniac 01-02-16 à 11:36

EquationN23H22NH3
Etat initialn(N2)n(H20
Etat intermédiairen(N2)-xn(H2)-3x2x
Etat finaln(N2)-xmaxn(H2)-3xmax2xmax

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Synthèse d'ammoniac 01-02-16 à 11:48

C'est impeccable.

Maintenant on te donne la masse d'ammoniac produit, d'où la possibilité de déterminer xmax.

D'où mon calcul.

C'st plus clair ?

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Synthèse d'ammoniac 01-02-16 à 11:48

C'est*

Posté par
Alix961
re : Synthèse d'ammoniac 01-02-16 à 13:13

Oui mais maintenant comment je deduis xmax de la masse d'ammoniac ?

Posté par
Alix961
re : Synthèse d'ammoniac 01-02-16 à 13:19

Faut il que je face 1,0t/2  puis convertir en mol ? Je trouve xmax. Pour n (H2) je ferais 3*xmax que je multiplie apres par 22,4 ?

Posté par
Alix961
re : Synthèse d'ammoniac 01-02-16 à 14:56

Si c'est bien cela alors n (NH3) = 2,9* 10^4 mol
donc n (H2) = (2,9*10^4)*3 = 8,7*10^4
Alors v (H2) = (8,7*10^4)*22,4 = 1948800 L
faut il simplifier le résultat ?

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Synthèse d'ammoniac 01-02-16 à 20:15

Oui simplifie

Posté par
Alix961
re : Synthèse d'ammoniac 02-02-16 à 12:30

Merci :) et pour le CO2 je fait la meme méthode

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Synthèse d'ammoniac 02-02-16 à 13:01

Oui même procédure

Posté par
wil29
re : Synthèse d'ammoniac 03-02-16 à 00:48

Bonsoir, j'aurais besoin d'aide pour trouver la masse de CO2. Je pense qu'on doit se servir du 4H2 et faire un TA mais je ne vois pas comment ...

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Synthèse d'ammoniac 03-02-16 à 08:52

Je laisse Alix te répondre



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