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Trouver le Gaz Mystère.

Posté par
Sagesse
20-09-13 à 11:16

Bonjour, voici l'énoncé du problème que je dois résoudre: On mesure la masse volumique d'un gaz carboné inconnu sous une pression de 2,0 atm et une température de
27,0°C. Elle vaut ρ = 1.284 kg.m-3
Identifier le gaz.

Je ne suis vraiment pas très doué en Physique donc pour le moment je ne sais absolument pas comment faire ni par où commencer. J'aurais besoin d'un peu d'aide s'il vous plait.

Merci.

Posté par
Coll Moderateur
re : Trouver le Gaz Mystère. 20-09-13 à 11:58

Bonjour,

Écris la loi des gaz parfaits.

Posté par
Sagesse
re : Trouver le Gaz Mystère. 20-09-13 à 12:06

Merci, j'y ai déjà pensé mais je ne sais pas du tout quoi faire après. Enfin je veux dire, je vois pas comment ça pourrait me permettre d'identifier le gaz en question (je sais, je suis nul...).

Donc: pV=nRT

On connait p, on connait R et on connait T. Sinon j'ai aucune idée de quoi faire.

Posté par
Coll Moderateur
re : Trouver le Gaz Mystère. 20-09-13 à 12:11

Une manière d'identifier ce gaz sera de connaître sa masse molaire moléculaire : la masse d'une mole de molécules de ce gaz.

D'accord pour la pression P,
pour la constante des gaz parfaits R
pour la température T

Continue de "lire" cette relation...
Regarde la donnée de l'énoncé que tu n'utilises pas encore.

Nouvelles idées ?

Posté par
Sagesse
re : Trouver le Gaz Mystère. 20-09-13 à 12:23

Nouvelles idées mais vraiment pas sur du tout de moi.

Donc en gros il faudrait essayer de trouver la masse molaire de ce gaz ?

M=m/n

En utilisant la loi des gazs parfaits on peut trouver n: n=pV/RT

Pour la masse on connait la masse volumique donc la masse d'un mètre cube de ce gaz.
ρ=m/V <=> m=ρ*V

Jusque là le raisonnement est correct ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Trouver le Gaz Mystère. 20-09-13 à 12:31

Très bien !

Tu es tout à fait sur la bonne piste.

Posté par
Sagesse
re : Trouver le Gaz Mystère. 20-09-13 à 12:54

Super !

En faisant les applications numériques je trouve ceçi:

La pression vaut 2 atm soit 202 650 Pa. Le volume c'est 1 m-3. R vaut environ 8.31 J·K-1·mol-1 et T vaut 27 degrés soit 300 Kelvins.

Donc n=202650/8.31*300=202650/2493=81.3 moles

Pour m on a m=1.284 Kg (si on prend V=1m-3). On convertit en grammes ça fait m=1284g.

Donc finalement M=m/n=1284/81.3 ce qui me donne environ m=15.8 g/mol

Dans les données que j'ai, il y a la masse molaire de l'Oxygène qui est de 16g/mol mais ce n'est sans doute pas le seul gaz à avoir une masse molaire qui se situe autour de 16g/mol donc est-ce que c'est suffisant pour conclure ... ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Trouver le Gaz Mystère. 20-09-13 à 13:16

Tout à fait d'accord pour la masse molaire d'environ 15,8 g.mol-1

L'énoncé parle d'un "gaz carboné"...

Posté par
Sagesse
re : Trouver le Gaz Mystère. 20-09-13 à 13:23

Oui je viens juste de me souvenir que c'était un gaz carboné qu'il fallait trouver.

Dans les données que j'ai, il y a la masse molaire du Carbone (12g/mol). Celle de l'Hydrogène est de 1g/mol donc je peux en déduire que le gaz est le CH4 (12+4=16). Cependant la masse molaire de l'hydrogène ne se trouve pas dans les données de l'exercice, j'ai cherché sur internet ...

Posté par
Coll Moderateur
re : Trouver le Gaz Mystère. 20-09-13 à 13:24

La masse molaire atomique de l'hydrogène est une valeur qu'il faut savoir par cœur (et elle n'est pas très difficile à retenir ! ).

D'accord pour le méthane CH4

Posté par
Sagesse
re : Trouver le Gaz Mystère. 20-09-13 à 13:29

Merci beaucoup !

C'était pas très compliqué finalement mais il fallait y penser et malheureusement, souvent je ne trouve pas les bonnes astuces.

Posté par
Coll Moderateur
re : Trouver le Gaz Mystère. 20-09-13 à 13:36

Tu as vu comment faire dans ce cas :
. une relation (la "loi" des gaz parfaits)
. on "épluche" cette relation grandeur par grandeur
. on se demande ce qui est encore inutilisé de l'énoncé et de la relation
. on arrange tout cela (en faisant bien attention aux unités à employer)
. on relit l'énoncé pour vérifier...
_________

Je t'en prie.
À une prochaine fois !



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