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Synthèse du biocarburants
Bonjour, voici une résolution de problème que je n'arrive pas à résoudre. Pouvez-vous m'aider?🤗
Énoncé - Question - Données
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Lorsqu'on chauffe à reflux de la betterave sucrière dans de l'eau, on obtient un jus sucré contenant du saccharose C12H22O11.
Ce dernier peut être utilisé pour fabriquer un biocarburant , le bioéthanol, selon la réaction d'équation : C12H22O(aq) + H2O (l) -> 4 C2H6O(aq) + 4 CO2 (g)
La transformation associée à cette réaction est supposée totale.
Dans l'hypothèse où la totalité du parc automobile français utiliserait du bioéthanol obtenu à partir du saccharose extrait de la betterave, la France pourrait-elle être autosuffisante en bioéthanol ?
- Pourcentage massique moyen de saccharose dans la betterave : 19,5 %.
- Rendement de la culture de betterave sucrière : 74,8 tonnes par hectare.
- Surface agricole cultivée en France : environ 10 millions d'hectares.
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(éthanol) = 789 g/L et M(éthanol) = 46,0 g/mol.
- M(saccharose) = 342,0 g/mol.
- Si la totalité du parc automobile français utilise du bioéthanol obtenu à partir du saccharose extrait de la betterave, on estime que le volume de bioéthanol nécessaire est d'environ 3 x 106 m3 par an.
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Merci d'avance🤗
Bonjour,
Merci, conformément au règlement de ce forum, de faire savoir où tu en es de tes recherches.
Je préconise un plan en trois parties.
La première partie concernera le saccharose.
La deuxième partie concernera la transformation du saccharose en éthanol.
La troisième partie concernera l'éthanol.
Première partie :
A l'aide des données de l'énoncé calculer la quantité de matière de saccharose produite en un an.
Précision :
Le rendement de la culture de betterave sucrière est de 74,8 tonnes par hectare et par an.
1 er partie :
On cherche n, on connait M(saccharose) = 342,0 g/mol et m(saccharose) = 74,8 tonnes par hectare
donc m(saccharose) = 74,8 x 106 t ( car surface agricole cultivée en France : environ 10 millions d'hectares)
Alors m(saccharose) = 74,8 x 106 x 106 = 74,8 x 1012 g (car 1t = 1 x 106g)
Soit la formule n = m/M
On obtient n = 2,19 x 1011 mol
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Est-ce correcte?
Non.
Tu mélanges les données concernant les betteraves et celles concernant le saccharose.
Je conseille :
a) Calcul de la masse annuelle produite de betteraves.
b) Calcul de la masse de saccharose contenue dans les betteraves.
c) Calcul de la quantité de matière de ce saccharose.
a) La masse annuelle produite de betterave est m(betterave) = 74,8 x 1012g
b) La masse de saccharose contenue dans les betteraves est g
c) On connait M(saccharose) = 342,0 g/mol et m(saccharose) = 1,46 x 1013 g
Soit n= m/M = 4,26 x 1010 mol
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Est-ce correcte?
Cette fois, la démarche est correcte.
Il reste une erreur numérique dans le calcul de la masse des betteraves.
Cette erreur se propage dans la suite et se retrouve dans la quantité de matière de saccharose.
Deuxième partie :
Connaissant la quantité de matière de saccharose et l'équation bilan de la transformation du saccharose en éthanol calculer la quantité de matière d'éthanol formée.
1er partie : Quel est cette erreur numérique?
Deuxième partie : On sait que 1 moles de saccharose produit 4 moles d'éthanol alors...
Dix millions d'hectares égalent 1 . 107 ha
La masse de betteraves est de 1 . 107 * 74,8 = 7,48 . 108 tonnes = 7,48 . 1014 g
Troisième partie : Connaissant la quantité de matière d'éthanol on en déduit en se servant des données de l'énoncé la valeur du volume de cet éthanol.
Il ne reste plus qu'à comparer ce volume avec le volume d'éthanol annuel nécessaire au parc automobile français pour répondre à la question posée.
2e partie : On sait que 1 moles de saccharose produit 4 moles d'éthanol alors :
la quantité de matière d'éthanol formée est n(éthanol) = 1,70 x 1013 mol
3e partie :
On cherche v(éthanol on connait (éthanol) = 789 g/L et M(éthanol) = 46,0 g/mol.
Alors m(éthanol) = M x n = 7,84 x 1014 g
Donc v (éthanol) = m/ = 7,84 x 1014 / 789 = 9,93 x 1011 L
On sait que 1m3 = 1 x 103 donc 3 x 106 m3 = 3 x 106 x 103 = 3 x 109 L
Comme 9,93 x 1011 L > 3 x 109 L alors la France pourrait être autosuffisante en bioéthanol.
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Est-ce correcte?
La démarche est exacte, mais les résultats numériques sont faux car tu n'as pas répercuté la correction de ton erreur dans la suite.
Bah pour la 1ère partie :
La masse annuelle produite de betterave est m(betterave) = 74,8 x 1014g
La masse de saccharose contenue dans les betteraves est g
On connait M(saccharose) = 342,0 g/mol et m(saccharose) = 1,46 x 1015 g
Soit n= m/M = 4,26 x 1012 mol
2e partie : On sait que 1 moles de saccharose produit 4 moles d'éthanol alors :
la quantité de matière d'éthanol formée est n(éthanol) = 1,70 x 1013 mol
3e partie :
On cherche v(éthanol), on connait (éthanol) = 789 g/L et M(éthanol) = 46,0 g/mol.
Alors m(éthanol) = M x n = 7,84 x 1014 g
Donc v (éthanol) = m/ = 9,94 x 1011 L
On sait que 1m3 = 1 x 103 donc 3 x 106 m3 = 3 x 106 x 103 = 3 x 109 L
Comme 9,93 x 1011 L > 3 x 109 L alors la France pourrait être autosuffisante en bioéthanol.
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Je ne vois pas ou est mon erreur...
Masse des betteraves : 10 . 106 * 74,8 = 7,48 . 108 tonnes = 7,48.1014 g
Masse de saccharose extrait des betteraves : 7,48.1014 * 0,195 = 1,46 . 1014g
Quantité de matière de saccharose : 1,46 . 1014 / 342 = 4,26 . 1011 mol
Quantité de matière d'éthanol : 4,26 . 1011 * 4 = 1,71 . 1012 mol
Masse d'éthanol : 1,71 . 1012 * 46= 7,85 . 1013 g
Volume d'éthanol : 7,85 . 1013 / 789 = 9,95 . 1010 L = 9,95 . 107 m³
9,95 . 107 m³ > 3 . 106 m³ Il y a bien autosuffisance.
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