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tableau d'avancement et calculs

Posté par
DDima
13-12-14 à 13:06

Bonjour
Voilà j'ai un exercice en physique à faire mais je bloque déjà au début si quelqu'un pouvait m'aider,

Voici l'énoncé:
On fait brûler du soufre dans du dioxygène. Le dioxyde de soufre formé est dissous dans de l'eau.
La solution obtenue a un volume égal à 50mL.
On ajoute à V1=10,0 mL de cette solution, V2=19,6mL d'une solution de permanganate de potassium (K+(aq), MnO4-(aq) ) de concentration molaire en soluté apporté C2=2.0x10-1mol.L-1

L'équation de la réaction est : 2MnO4- + 5SO2 + 6H2O 2Mn2+ +  5SO42- + 4H3O+

1. Dresser un tableau d'avancement.
2.a) Sachant que les réactifs sont introduits dans les proportions stoechiometriques, déterminer l'avancement maximal puis en déduire la concentration molaire de la solutionnern en dioxyde de soufre.
b) Établir la relation entre quantités de matières de réactifs puis en déduire la concentration molaire de la solution en dioxyde de soufre.
c) Quelle est la concentration massique en dioxyde de soufre dans V1=10,0mL de la solution de dioxyde de soufre ?
d) Quelle est la concentration massique en dioxyde de soufre dans V=50mL de la solution de dioxyde de soufre ?
Donnée : M(SO2)=64,1g/mol

Voilà j'ai fait le tableau de façon littérale, mais c'est pas ça, puisque il faut les quantités de matières vu qu'on demande Xmax & les Cconcentration molaire, massique. Puis je vous pas la relation entre quantité de matière de réactifs ???
Si quelqu'un sait comment calculer les quantités de matière, merci de me diré.
Merci d'avoir lu
Merci d'avance !

Posté par
gbm Webmaster
re : tableau d'avancement et calculs 13-12-14 à 14:28

Salut,

Pour un exercice de chimie, je te conseille toujours de commencer par un schéma reprenant toutes les données d'entrée de l'exercice :

tableau d\'avancement et calculs


L'équation de la réaction est : 2MnO_4^- + 5SO_2 + 6H_2O \rightarrow 2Mn^{2+}  + 5SO_4^{2-} + 4H_3O^+

Posté par
gbm Webmaster
re : tableau d'avancement et calculs 13-12-14 à 14:36

Question 1 :

Quelle est ta proposition ?

Question 2 :

Les réactifs ont été introduits dans des proportions stoechiométriques, leurs quantités de matière sont donc nulles :

n_i(MnO_4^-) - 2x_{max} = 0 \Leftrightarrow x_{max} = \dfrac{n_i(MnO_4^-)}{2}= \dfrac{[MnO_4^-]\times V_2}{2} =\dfrac{C_2\times V_2}{2}

n_i(SO_2) - 5x_{max} = 0 \Leftrightarrow x_{max} = \dfrac{n_i(SO_2)}{5}=\dfrac{C_1\times V_1}{5}

ce qui revient à écrire \boxed{\dfrac{C_1\times V_1}{5} = \dfrac{C_2\times V_2}{2}}

Je te laisse faire le reste, c'est important de savoir faire cet exo

Posté par
DDima
re : tableau d'avancement et calculs 13-12-14 à 14:40

Merci d'avoir répondu & merci pouur votre aide! Mais je ne vois toujours pas comment trouver les quantités de matières, pour MnO c'est avec la concentration molaire après je sais pas

Posté par
DDima
re : tableau d'avancement et calculs 13-12-14 à 14:41

Désolé j'avais pas.vu!
Merci encore! Oui je vais le faire

Posté par
DDima
re : tableau d'avancement et calculs 13-12-14 à 17:24

Alors vous avez repondu à la 2.a ou b ? Car on a pas la C1
Pour 1. J ai fait:

2MnO4-
E.I           n1(MnO4-)
En cours n2((MnO4-)-2x
E.F           n2-2Xmax

5SO2
E.I n2(SO2)
En cours n2(SO2)-5x
E.F n2-5Xmax

6H2O
E.I n3(H2O)
Intermdiaire n3(H2O)-6x
E.F n3-6Xmax

Desolee j'arrivais pas à faire le tableau.
Et pour les produits, la premiere line c'est 0 puis ladeuieme c'est le nopbre stoechiometrique avec x & la 3eme ligne c'est avec Xmax.

Mais je sais oujours pas comment trouver certaines valeurs ?
Pour la c) on connait pas la masse pour pouvoir appliquer la formule..
je suis perdu

Merci encore!

Posté par
DDima
re : tableau d'avancement et calculs 14-12-14 à 11:33

Je trouve 3,92x10^-3 pour n(MnO) c est ça?
Mais je sais pas comment on fait pour SO2 et H2O svp ?

Posté par
coriolan
re : tableau d'avancement et calculs 14-12-14 à 12:21

bonjour,

Citation :
E.I           n1(MnO4-)
En cours n2((MnO4-)-2x
E.F           n2-2Xmax

il ne faut pas changer n1 en n2
c'est plutôt
E.I           n1(MnO4-)
En cours n1((MnO4-)-2x
E.F           n1-2Xmax

pour SO2,c'est bon

pour H2O ,c'est inutile car H2O est en large excès

pour les produits ,c'est comme tu l'as expliqué

Gbm a bien expliqué comment aboutir à la relation n(MnO4-)/2=n(SO2)/5
soit n1/2= n2/5  
d'où c(MnO4-)*V(MnO4-)/2  =C(SO2)*V(SO2)/5
on peut donc calculer C(SO2)
Il n'est pas utile de calculer n(MnO4-) initial ,puisque ce n'est pas demandé

Posté par
coriolan
re : tableau d'avancement et calculs 14-12-14 à 12:27

fais ton tableau d'avancement sans valeurs numériques .Utilise n1 et n2 en précisant d'abord leur signification

Posté par
coriolan
re : tableau d'avancement et calculs 14-12-14 à 12:35

pour charrier (amicalement) Gbm:
Super le niveau de permanganate dans le pot!

Posté par
DDima
re : tableau d'avancement et calculs 14-12-14 à 12:59

Bonjour, merci beaucoup de m'aider vraiment c'est aimable!
Oui je m'etais trompe desole,
n(SO2)=9,8×10^-3 ???
Pourquoi on ne calcule pas n(MnO) à l'état initial alors qu'on doit l'avoir pour détermier Xmax? Non ?
Mais je vois pascomment calculer C(SO2) avec ce qe vous m'expliqué

Posté par
gbm Webmaster
re : tableau d'avancement et calculs 14-12-14 à 17:47

@ Coriolan : merci de prendre la relève en mon absence, je te laisse poursuivre, de cette façon, je me me focaliser sur les activités de relecture des fiches
Il a quand même de la gueule ce schéma ^^ ?

Posté par
DDima
re : tableau d'avancement et calculs 14-12-14 à 18:01

Quelqu'un peut il finir de m'aider svp ?

...

Posté par
coriolan
re : tableau d'avancement et calculs 14-12-14 à 19:27

bonsoir,
Si tu relis bien l'explication de Gbm ,on n'a pas besoin de calculer xmax.
le tableau d'avancement permet d'aboutir à
n(SO2)i/5  = n(MnO4-) /2
soit n(SO2)i=  5/2 *n(MnO4-)   = 9,8.10-3mol/ L
C(SO2)i= n(SO2)i/V(SO2)  

j'ai évité les indices 1 et 2 ,car on ne les a pas attribué aux mêmes réactifs ,dans les différents posts

cependant le calcul de n(SO2) n'est pas utile
il suffit d'écrire
C(SO2)*V(SO2)/5  = C(MnO4-)*V(MnO4-)/2
soit
C(SO2)= 5/2* C(MnO4-)*V(MnO4-)/V(SO2)

ensuite
Cm = C*M    (Cm concentration massique)   peu importe le volume considéré (la question est "piégeuse"

Posté par
DDima
re : tableau d'avancement et calculs 14-12-14 à 20:01

Merci beaucoup je vois mieux
Mais y a bien une question qui dit de determiner l'avancement maximal donc je dois bien calculer Xmax non ???

2)b quand on demande "etablir la relation entre quantites de matieres" c'est ce que vous venez d'écrire ? Et donc il faut que je calcule C d'apres la relation que vous avez ecrit ? & non de c=n/v ?

2)c & d j'ai fait Cm=m/V MAIS vaux mieux faire Cm=C×M ?

Je ne vous derangerais plus merci encore!

Posté par
coriolan
re : tableau d'avancement et calculs 14-12-14 à 21:09

Le mot "déterminer" est ambigû  .
Il vaudrait mieux écrire "calculer".

selon la façon dont on comprend l'énoncé ,on peut:
soit exprimer xmax  comme l'a fait bgm et en déduire C(SO2)
soit calculer xmax .Dans ce cas xmax= C(MnO4-)*V(MnO4-)/2

la relation entre les quantités de matière est
n(SO2)/5  = n(MnO4-)/2
soit C(SO2)*V(SO2)/5  =C(MnO4-)*V(MnO4-)/2
il suffit de transformer cette expression pour trouver C (SO2)

Quand on connait C ,il est facile de calculer Cm ,avec Cm= C*M
Si on ne connait pas cette formule,on va se compliquer la vie!

Prenons l premier cas : V=10 mL
on calcule la quantité de matière de SO2 dans 10 mL
n= C*V
on calcule ensuite la masse de SO2 dans 10 mL
m= n*M
on calcul enfin la concentration massique
Cm = m/V

cependant,il y a 2 calculs intermédiaires inutiles
en effet,
n=C*V
m=n*M=C*V*M
Cm=m/V=C*V*M/V=C*M

on constate que Cm est indépendant du volume de solution considéré,puisque ,par définition ,c'est la masse de soluté dans 1L

Il est dommage que l'on s'acharne à utiliser le tableau d'avancement dans le cas des dosages (ce n'est pas la faute de ton professeur,car il applique la méthode qu'on lui demande d'enseigner )

voici comment on procédait il y a quelques années...
L'équivalence est atteinte quand les réactifs sont mélangés dans les proportions stoechiométriques
c'est à dire
        n(SO2)/5=  n(MnO4-)/2
          
ensuite on écrit
C(SO2)*V(SO2)/5  =C(MnO4-)*V(MnO4-)/2
et on isole C(SO2)

Posté par
DDima
re : tableau d'avancement et calculs 14-12-14 à 23:22

Merci encore! Vous êtes aimable!

Mais pour la relation entre les quantites de matières : C(SO2) = 5/2*C(MnO4-)*V(MnO4-)/V(SO2) = 0,98mol/L
Mais ça, c'est après avoir rajouter les ions permanganate ?
Parce que dans la 2.a il est aussi demander après avoir calculer Xmax de donner la concentration molaire de SO2

Je comprend pas on fait juste C=n/V ? Vu qu'on a n(SO2) ( je parle de la 2.a )

Posté par
coriolan
re : tableau d'avancement et calculs 15-12-14 à 10:41

bonjour,
Il y a un manque de précision dans l'énoncé
en 2.a on demande de calculer la concentration de la solution en SO2  et en 2.b
calculer la concentration de SO2 dans la solution ???

Je suppose qu'il s'agit de faire  le calcul de C(SO2) en utilisant 2 méthodes.
Ce n'est pas clair pour moi.
Si c'est le cas:
2.a
on calcule xmax
xmax= C(MnO4-)i*V(MnO4-)/2= 0,2*19.6.10-3/2 =1,96.10-3mol

mais xmax est aussi relié à n(SO2) par :
xmax= n(SO2)i/5
d'où n(SO2)i=5*xmax=9.8.10-3mol
Cette quantité de matière a été apportée par 10 mL de solution
la concentration de cette solution est
C(SO2)= n/V= 9.8.10-3/10.10-3=0,98 mol/L
2.b
on revient à ce qui a déjà été expliqué
L'équivalence est atteinte quand les réactifs sont mélangés dans les proportions stoechiométriques
c'est à dire
        n(SO2)/5=  n(MnO4-)/2
          
soit
C(SO2)*V(SO2)/5  =C(MnO4-)*V(MnO4-)/2
C(SO2)=5/2* C(MnO4-)*V(MnO4-)/V(SO2)=5/2*0,2*(19,6/10)= 0,98 mol/L

voilà comment je comprends le problème.



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