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Thermodynamique PVS
Bonsoir,
L'hydrogène provenant de la décomposition de 2,63 g de MgH2 est stocké à 25 °C dans un récipient A de capacité 500 cm3 (A ne contient pas d'autre gaz). D'autre part, on dispose d'un récipient B de capacité 3,5 L contenant de l'air sous une pression de 3,5 atmosphères à 25 °C. Une tubulure, de volume négligeable, munie d'un robinet permet de mettre en contact progressivement les gaz contenus dans A et B. L'équilibre des pressions étant réalisé, un dispositif électrique permet la combinaison de l'hydrogène et de l'oxygène pour former de l'eau (un de ces deux composés disparaît complètement). On laisse alors la température reprendre sa valeur initiale soit 25 °C (la pression de vapeur saturante de l'eau est alors de 23,7 torrs). Le mélange gazeux obtenu est appelé G.
La composition de l'air en fractions molaires est respectivement 0,8 et 0,2 pour l'azote et l'oxygène.
Tous les gaz sont supposés parfaits. MMg = 24,3 g.mol-1, MH = 1g.mol-1.
A l'issue de cette expérience :
a) Observera-t-on des gouttelettes d'eau liquide dans les récipients A et B ? Si oui, quelle masse d'eau liquide doit-il se former ?
b) Quelle sera la composition en fractions molaires du mélange gazeux G ?
c) Quelle sera la pression finale du gaz ?
d) Quelle est la densité par rapport à l'air du mélange G ?
J'ai du mal avec tout l'exo pourtant je connais mon cours.
Bonsoir
Quelques étapes du raisonnement.
1. Écrire l'équation de la réaction de décomposition de MgH2. De la quantité de ce réactif déduire la quantité de H2 formée.
2 Appliquer l'équation d'état des gaz parfaits à l'air. En déduire la quantité de O2, le cinquième de la quantité totale de gaz.
3. Écrire l'équation de la réaction entre H2 et O2. En déduire la quantité de H2O formée.
4. De la composition à l'état final précédent déterminer la pression partielle qu'aurait la vapeur d'eau en supposant l'absence d'eau liquide.
Si cette pression partielle est inférieure à la pression de vapeur saturante (peu probable ),pas de liquefaction : l'état final est un mélange de vapeur d'eau et du gaz en excès (O2 ou H2).
Si cette pression partielle est supérieure à la pression de vapeur saturante, de l'eau liquide se forme de sorte que la vapeur d'eau restante ait pour pression partielle la pression de vapeur saturante. Dans les calculs, tu peux considérer que les gouttes d'eau liquide formée occupent un volume tout à négligeable devant le volume total.
Bref : un peu long mais très proche du cours. Je te laisse réfléchir et proposer une solution.
Merci
Du coup j'ai fais MgH2=>Mg+H2
du coup n(H2)=n(MgH2)
soit n=2,63/26.3=0.1mol
je fais PV=nrt je trouve P=4.89 atm
mais pour la 2 je vois vraiment pas comment continuer.
Tu confonds pression partielle et pression de vapeur saturante. En 2, tu peux calculer la quantités O2 comme si O2 était le seul gaz de l'air occupant tout le volume sous la pression partielle 3,5.0,2=0,7atm.
Re-Bonjour
Désolé de la réponse un peu tardive j'ai vraiment essayé de chercher
pour la 2 je calcule n(air)= 3.5 atm *3.5 L/8.314*(273.15+25)=0.501mol
ensuite je sais que n(h20)gazeux=0.005mol
du coup je fais 0.2*0.5/(0.501+0.005) pour avoir la fraction molaire d'O2 je trouve0.20 alors que je suis censé trouver 0.11
Tu utilises l'expression de R valide dans le système d'unités international. Il faut donc exprimer le volume en mètre cube et la pression en pascals.
Je crois que tu brûles les étapes. Je n'en suis qu' à l'étape 3 définie hier. As-tu compris, pour commencer, que le mélange de 0,1mol de H2 avec 0,1mol de O2 et 0,4mol de N2 conduit à la composition finale indiquée dans mon message précédent ? Si non, inutile d'aller plus loin car l'exercice, jusqu'ici de niveau seconde, passe brutalement au niveau (bac+1). En suivant à la lettre les indications données en 4)dans mon premier message, tu vas démontrer qu'une proportion importante d'eau se liquéfie. La fraction molaire de N2 une fois la liquefaction partielle de l'eau effectuée est nécessairement supérieure à 0,73... Je te laisse réfléchir et comprendre le raisonnement permettant d'obtenir les résultats fournis.
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