SOS physique-chimie

Bonsoir,

J'ai un exercice à faire et ne suis pas sûr de mes réponses : pourriez-vous le corriger svp ? Merci d'avance.

Exercice :

On considère une espèce chimique constituée des éléments carbone, hydrogène et azote, dont la formule brute sera notée CXHYNZ, avec X, Y et Z entiers. On réalise la combustion de cette espèce gazeuse en présence de dioxygène O2 (g).

A partir d'un système initial composé de 200 L de cette espèce et de dioxygène en excès, le système chimique évolue jusqu'à un état final composé de 400 L de dioxyde de carbone CO2 (g), 700 L d'eau H2O (g), 100 L de diazote N2 (g) et du dioxygène restant. Tous ces volumes sont mesurés dans les mêmes conditions de température et de pression. Dans ces conditions, le volume molaire des gaz est Vm= 50 L.mol-1.

1. Calculer les quantités de matière correspondant aux volumes de gaz mesurés.

CXHYNZ : n(CXHYNZ)i=(VCXHYNZ)/Vm=200/50=4 mol.

CO2 : n(CO2)f=(VCO2)/(VmCO2)=400/50=8 mol. (ou 8,00 mol ?)

H2O : n(H2O)f=(VH2O)/(VmH2O)=700/50=14 mol. (ou 14,00 mol ?)

N2 : n(N2)f=(VN2)/(VmN2)=100/50=2 mol. (ou 2,00 mol ?)

2. Écrire l'équation chimique de la combustion en exprimant les nombres stœchiométriques en fonction de X, Y et Z.

CXHYNZ + (2X + Y/2 + 2)/2 O2 => X CO2 + Y/2 H2O + Z/2 N2 + O2

3. Dresser un tableau permettant de suivre l'évolution du système chimique au cours de la transformation en utilisant l'avancement.

CXHYNZ + (2X + Y/2 + 2)/2 O2 => X CO2 + Y/2 H2O + Z/2 N2 + O2
État initial | n(CXHYNZ)i | en excès | 0 | 0 | 0 | en excès
État intermédiaire | n(CXHYNZ)i -x | en excès | (X)x | (Y/2)x | (Z/2)x | en excès
État final | n(CXHYNZ)i -xmax | en excès | (X)xmax | (Y/2)xmax | (Z/2)xmax | en excès

4. Calculer la valeur de l'avancement maximal.

CXHYNZ est le seul réactif qui n'est pas en excès (cela se dit ?), donc il est limitant.

Donc : n(CXHYNZ)i-xmax=0
<=> n(CXHYNZ)i=xmax=4mol.

5. En déduire la formule brute de l'espèce chimique.

On a :

- n(CO2)f=8 mol. Donc, d'après le tableau d'avancement : X(xmax)= 8 mol.
- n(H2O)f=14 mol. Donc, d'après le tableau d'avancement : (Y/2)xmax= 14 mol.
- n(N2)f=2 mol. Donc, d'après le tableau d'avancement : (Z/2)xmax= 2 mol.

On sait que : xmax=4mol.
On a donc :
-X*4=8 donc X=2.
-(Y/2)*4=14 <=> 28=4Y donc Y=7.
-(Z/2)*4=2 <=> 2Z=2 donc Z=1.

La formule brute de l'espèce chimique est donc : C2H7N.

Bonjour,

vous avez déjà bien avancé sur votre exercice.

Voici quelques modifications à apporter:

1- vous devez garder 2 chiffres significatifs pour vos résultats, d'où 4,0 mol, 8,0mol etc...
2- Le dioxygène est un réactif donc O2 ne doit pas apparaître du côté des produits dans l'équation chimique, simplement, dans votre tableau d'avancement n(O2) à l'état final ne sera pas nulle.

En ne mettant O2 que du côté des produits, cela vous oblige à changer vos expressions de nombres stoechiométriques et donc vos expressions dans le tableau qui suit, je vous laisse reprendre cela...

Comment savoir à l'avenir que l'on retrouve pas deux fois O2 ? Est-il ici en excès ? Comment savoir qu'un réactif est en excès ?

Voici ce que j'ai fait :

CXHYNZ + ((Y/2) + 2X)/2 O2 => X CO2 + (Y/2) H2O + (Z/2) N2

3. Dresser un tableau permettant de suivre l'évolution du système chimique au cours de la transformation en utilisant l'avancement.

CXHYNZ + ((Y/2) + 2X)/2 O2 => X CO2 + (Y/2) H2O + (Z/2) N2
État initial | n(CXHYNZ)i | en excès | 0 | 0 | 0
État intermédiaire | n(CXHYNZ)i -x | en excès | (X)x | (Y/2)x | (Z/2)x
État final | n(CXHYNZ)i -xmax | en excès | (X)xmax | (Y/2)xmax | (Z/2)xmax

La suite de mes réponses change-t-elle ou pas ?

Les réactifs même en excès ne s'inscrivent pas du côté des produits donc vous n'aurez jamais à écrire une même formule chimique des deux côtés de l'équation.

Ici l'énoncé précise dès le départ qu'O2 est en excès ce qui vous permet comme vous l'avez très bien fait de déterminer xmax à partir du réactif limitant à savoir votre molécule inconnue ici.

Si rien n'est précisé, on raisonne sur les deux réactifs et on regarde la plus petite valeur de xmax obtenue, ceci détermine le réactif limitant, l'autre étant de fait en excès( quantité non nulle à l'état final)

Vos résultats sont bons bravo!