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Niveau maths sup
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Synthèse de l'Ammoniac

Posté par
lyry19
20-11-16 à 08:23

Voici mon sujet, j'ai mis en bleu mes réponses. Je me demande si mon premier travail est bon.

Equation
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)
température constante =450°C
Pression constante P=300bar
lnK°=-23,9+(11,1.10^3)/T
ou T désigne la température en K

Travail N°1
1.1 calculer la valeur de K° dans les conditions industrielles. Commenter cette valeur
On sait que
K=+273,15
donc K=450+273,15=723,15K
Donc T=723,15K

lnK°=-23,9+(11,1.10^3)/723,15
lnK°=-8,55
e=e
K°=1,93.10^-4


1.2 Vaut-il mieux travailler à haute ou à basse température pour favoriser la synthèse de l'ammoniac ?
Plus la constante de la réaction est faible, plus la température sera grande.
Il faut donc travailler à basse température pour favoriser la synthèse de l'ammoniac


1.3 Du point de vue du rendement et de la cinétique, quels sont les avantages/inconvénients de travailler à haute/basse température ?
Si l'on travaille à haute température cela défavorise la synthèse de l'ammoniac mais cela accélère la réaction donc diminue la durée de la réaction chimique.
Si l'on travaille à basse température cela favorise la synthèse de l'ammoniac mais cela augmente  la durée de la réaction chimique.
Par conséquent, la température est un facteur cinétique.


Travail 2
On considère un mélange de diazote (10,0mol) et dihydrogène (30,0mol) en prportions stoechiométriques. On porte le mélange à 450°C puis un compresseur permet de porter le mélange gazeux à la pression souhaitée. Il cicurcule ensuite dans une canalisation contenant un catalyseur. En sortie de canalisation, on peut considérer que l'équilibre est atteint/

2.1 déterminer les quantités de matière et les pressions partielles de chaque constituant en fin de réaction en considérant les conditions industrielles (450°C/300bar) avec K°+2,0.10^-4
Je n'ai pas terminé

Posté par
vanoise
re : Synthèse de l'Ammoniac 20-11-16 à 14:12

Bonjour
Tout ce que tu as écrit est correct. J'aurais peut-être écrit en synthèse de 1.3 que la température est à la fois un facteur thermodynamique (influence sur K°) et un facteur cinétique.
Pour la question 2 :  Il faut remplir un tableau d'avancement puis écrire qu'à l'équilibre le quotient de réaction est égal à la constante d'équilibre K°. Cela va te donner une équation permettant de calculer l'avancement. La suite est facile mais le calcul de l'avancement n'est pas tout à fait évident...

Posté par
lyry19
re : Synthèse de l'Ammoniac 20-11-16 à 18:23

Merci beaucoup. Je suis bloquée maintenant par je ne sais pas comment trouver PN (la pression).

Synthèse de l\'Ammoniac

Posté par
lyry19
re : Synthèse de l'Ammoniac 20-11-16 à 18:25

Et voici la suite de mon travail

Synthèse de l\'Ammoniac

Posté par
vanoise
re : Synthèse de l'Ammoniac 20-11-16 à 18:48

A l'avenir, il vaudrait mieux éviter ce genre de scan : les scan doivent être réservés aux schémas. Cela dit, je vais un peu t'aider quand même !
Chaque pression partielle est le produit de la fraction molaire par la pression totale. Sachant que la quantité totale de gaz à l'équilibre est (40-2\xi) mol, tu peux exprimer chaque fraction molaire en fonction de \xi. Ainsi, par exemple, la pression partielle de N2 est :

\frac{10-\xi}{40-2\xi}\cdot P
Je te laisse continuer... L'équation vérifiée par l'avancement à l'équilibre n'est pas particulièrement simple mais tu as sans doute une calculatrice scientifique.

Posté par
gbm Webmaster
re : Synthèse de l'Ammoniac 21-11-16 à 08:49

Bonjour lyry19,

Je confirme les propos de vanoise (que je salue) : un énoncé est à recopier sur le forum, de même que tes pistes de résolution.
Seules les images pour un schéma, ... sont acceptées.



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