SOS physique-chimie

Bonjour,

Pouvez-vous corriger mon exercice svp ? Je ne suis pas sûr de moi.

La photosynthèse permet aux végétaux verts de synthétiser des sucres grâce à leur chlorophylle en présence de lumière. Ces végétaux utilisent le dioxyde de carbone présent dans l'atmosphère et l'eau présente dans l'air ou dans le sol ; avec ces conditions, ils libèrent du dioxygène dans l'atmosphère et du glucose C6H12O6.

a. Écrire l'équation chimique représentant la réaction dans le cas de la synthèse du glucose.

6 CO2 + 6 H2O => 6 O2 + C6H12O6

J'ai eu beaucoup de mal à trouver cette équation : y a-t-il des conseils ou des astuces pour trouver les équations rapidement ?

b. Quelle est la quantité de matière d'eau nécessaire et celle de glucose produite si la plante consomme 3,0 mol de dioxyde de carbone ?

6 CO2 + 6 H2O => 6 O2 + C6H12O6
État initial | 3 |n(H2O)i | 0 | 0
État intermédiaire | 3-6x |n(H2O)i-6x | 6x | x
État final | 3-6xmax|n(H2O)i-6xmax | 6xmax | xmax

Je ne sais pas du tout comment rédiger (on se met dans les proportions stoechiométriques ici ?) ; pouvez-vous me donner un exemple de rédaction svp ?

Ce que j'ai fait :
CO2 est limitant
Donc 3-6xmax=0
6xmax=3
xmax=0,5 mol.

Glucose produit = n(C6H12O6)f=xmax=0,5 mol.

Quantité de H2O nécessaire : ne sait pas comment rédiger. On ne peut que trouver en se plaçant dans le cas où n(H2O)i-6xmax=0, mais dans ce cas-là, pourquoi serions-nous dans les proportions stœchiométriques ? Comment l'écrire ?

Ce que j'ai fait : n(H2O)i-6xmax=0
n(H2O)i-3=0
n(H2O)i=3 mol.

3. Un arbre consomme 15 kg de dioxyde de carbone dans l'année. Quelle masse de glucose a-t-il synthétisé pendant cette période ?

MCO2=44g.mol-1.

n(CO2)i=m(CO2)i/MCO2=15000/44=340,9 mol.

CO2 est limitant (comment le justifier ?) donc :

n(CO2)i-6xmax=0.
n(CO2)i=6xmax
340,9=6xmax
xmax=58,82 mol.

M(C6H12O6)=180 g.mol-1.

n(C6H12O6)f=xmax=58,82 mol.

M(C6H12O6)produit=n(C6H12O6)f*M(C6H12O6)=58,82*180=10 587,6 g=10,5876 kg.

Merci beaucoup de m'aider rapidement.

Madame ou monsieur Première bonjour ou bonsoir,

a. Écrire l'équation chimique représentant la réaction dans le cas de la synthèse du glucose.

6 CO2 + 6 H2O => 6 O2 + C6H12O6

Exact.

J'ai eu beaucoup de mal à trouver cette équation : y a-t-il des conseils ou des astuces pour trouver les équations rapidement ?

Non pas d'astuce, juste savoir compter : équilibrer une équation chimique c'est respecter la conservation de la matière, ici la conservation des éléments chimiques C, H, O.

b. Quelle est la quantité de matière d'eau nécessaire et celle de glucose produite si la plante consomme 3,0 mol de dioxyde de carbone ?

6 CO2 + 6 H2O => 6 O2 + C6H12O6
État initial | 3 |n(H2O)i | 0 | 0
État intermédiaire | 3-6x |n(H2O)i-6x | 6x | x
État final | 3-6xmax|n(H2O)i-6xmax | 6xmax | xmax

Le tableau d'avancement est correct. Évidemment comme vous l'avez noter la quantité de matière de l'eau \({ H }_{ 2 }O\) est inconnue, et on peut avancer que l'eau ne sera pas le réactif limitant.
Mais d'où sortez vous la quantité d matière initiale du \({ CO }_{ 2 }\) : \({ n }_{ i }\left( { CO }_{ 2 } \right) =\quad 3,0\quad mol\) ?
De l'énoncé que je n'ai pas. Donc je suppose que c'est une valeur exacte.
Donc la suite que vous proposez :

Je ne sais pas du tout comment rédiger (on se met dans les proportions stoechiométriques ici ?) ; pouvez-vous me donner un exemple de rédaction svp ?
Ce que j'ai fait :
CO2 est limitant
Donc 3-6xmax=0
6xmax=3
xmax=0,5 mol.

Est exacte : le réactif \({ CO }_{ 2 }\) est le limitant, il est entièrement consommé et on a bien donc : \({ x }_{ max }=0,5\quad mol\)

Quantité de H2O nécessaire : ne sait pas comment rédiger.

Mais si ! Vous avez bien fait

On ne peut que trouver en se plaçant dans le cas où n(H2O)i-6xmax=0, mais dans ce cas-là, pourquoi serions-nous dans les proportions stœchiométriques ? Comment l'écrire ?
Ce que j'ai fait : n(H2O)i-6xmax=0
n(H2O)i-3=0
n(H2O)i=3 mol.

La quantité minimale correspond aux cas ou l'eau est entièrement consommée et donc lorsque \({ n }_{ i }\left( { H }_{ 2 }O \right) -6{ x }_{ max }=\quad 0\quad mol\) Ce qui donne bien \({ n }_{ i }\left( { H }_{ 2 }O \right) =\quad 3,0\quad mol\)

3. Un arbre consomme 15 kg de dioxyde de carbone dans l'année. Quelle masse de glucose a-t-il synthétisé pendant cette période ?

CO2 est limitant (comment le justifier ?) donc :

C'est pas que \({ CO }_{ 2 }\) soit limitant, c'est plutôt que l'énoncé vous informe que l'arbre consomme 15 kg de dioxyde de carbone.

n(CO2)i=m(CO2)i/MCO2=15000/44=340,9 mol.

Exact

n(CO2)i-6xmax=0.
n(CO2)i=6xmax
340,9=6xmax
xmax=58,82 mol.

Encore exact. De même pour le calcul de la masse de \({ C }_{ 6 }{ H }_{ 12 }{ O }_{ 6 }\)

Très bon travail.

Tout d'abord, merci pour cette réponse.

Mais d'où sortez vous la quantité d matière initiale du CO2CO2 : ni(CO2)=3,0mol?
De l'énoncé que je n'ai pas. Donc je suppose que c'est une valeur exacte.

C'est la valeur indiquée dans la question 3, non ?

Auriez-vous la gentillesse de me communiquer une rédaction parfaite pour la question 3 svp ? Je m'y perds un peu :
- pourquoi avancer que l'eau ne sera pas le réactif limitant alors que vous dites que "La quantité minimale correspond aux cas ou l'eau est entièrement consommée et donc lorsque ni(H2O)−6xmax=0molni(H2O)−6xmax=0mol Ce qui donne bien ni(H2O)=3,0mol" ?

Cela m'aiderait vraiment beaucoup si vous me donniez un exemple de rédaction parfaite pour la question 3, afin que tout soit clair pour moi.

MERCI beaucoup d'avance.

C'est la valeur indiquée dans la question 3, non ?

Effectivement elle est indiquée à la question b j'ai mal lu !

- pourquoi avancer que l'eau ne sera pas le réactif limitant alors que vous dites que "La quantité minimale correspond aux cas ou l'eau est entièrement consommée et donc lorsque ni(H2O)−6xmax=0molni(H2O)−6xmax=0mol Ce qui donne bien ni(H2O)=3,0mol" ?

Au départ on ne vous donne que la qualité de matière initiale du dioxyde de carbone, donc pour poursuivre on fait l'hypothèse que l'eau n'est pas la réactif limitant.

Ensuite, on demande de déterminer la quantité de matière minimale pour consommer les 3 moles de \({ CO }_{ 2 }\).

Ce qui revient à supposer que les deux réactifs : \({ H }_{ 2 }O\) et \({ CO }_{ 2 }\) sont entièrement consommés, c-à-d sont tous les deux limitants ; on dit alors que les réactifs ont été introduits en proportions stœchiométriques.

Qu'est ce que vous entendez par :

Cela m'aiderait vraiment beaucoup si vous me donniez un exemple de rédaction parfaite pour la question 3, afin que tout soit clair pour moi.

Je vous demande avec cette phrase si vous pouviez me montrer comment rédiger parfaitement la question 3, comme vous l'attendriez dans un contrôle.

Pouvez-vous me donner ce corrigé svp ?

Commencez par écrire que vous aller déterminer la quantité de matière correspondant aux 15 kg de dioxyde de carbone consommé.
Développez comme vous l'avez fait les calculs
Ensuite vous écrivez vous allez déterminer l'avancement nécessaire pour consommer cette quantité de matière (c-à-d 15 kg de dioxyde de carbone)
Développez comme vous l'avez fait les calculs
Enfin écrivez que grâce à l'avancement nécessaire pour consommer 15 kg de dioxyde de carbone vous allez calculer la quantité de matière de \({ C }_{ 6 }{ H }_{ 12 }{ O }_{ 6 }\).
Développez les calculs permettant de déterminer cette quantité de matière
Enfin écrivez que vous allez en déduire la masse de ce produit.
Développez ce dernier calcul

Parfait, merci ! Pourriez-vous me donner le même type de corrigé pour la question 2 svp ?

Faites de même : présentez chaque calcul.
Du genre :
Pour équilibrer l'équation de la réaction chimique il faut respecter la conservation des éléments chimiques.
Ou encore, dressons le tableau d'avancement correspondant à cette équation chimique en afin de déterminer l'avancement pour que les 3 moles de dioxyde de carbone soit consommées, c-à-d en considérant que le dioxyde de carbon est le limitant.
Enfin : déterminons la quantité de matière d'eau nécessaire pour consommer ces 3 moles de dioxyde de carbone.
Ces petites phrases permettent justes de présenter vos calculs.

Pourriez-vous faire de la sorte en introduisant les calculs pour la question 2 ? Tout n'est pas clair pour moi dans cette question, et je pense que cela m'aiderait. Merci beaucoup d'avance, car j'ai contrôle demain, et aimerais que la rédaction soit parfaite.

Il suffit de placer les calculs correspondant à la suite des phrases en italique.

Pour équilibrer l'équation de la réaction chimique il faut respecter la conservation des éléments chimiques.

Ecrire l'équation

dressons le tableau d'avancement correspondant à cette équation chimique en afin de déterminer l'avancement pour que les 3 moles de dioxyde de carbone soit consommées, c-à-d en considérant que le dioxyde de carbon est le limita

Dresser le tableau tel que vous l'avez fait.

déterminons la quantité de matière d'eau nécessaire pour consommer ces 3 moles de dioxyde de carbone.

Faites le calcul de la quantité de matière tel que vous l'avez fait.

Pourriez-vous rédiger après :

Faites le calcul de la quantité de matière tel que vous l'avez fait.

Aidez-moi svp, j'ai contrôle demain...

Je me cite :

déterminons la quantité de matière d'eau nécessaire pour consommer ces 3 moles de dioxyde de carbone.

Et pour le calcul, je vous cite :

Ce que j'ai fait : n(H2O)i-6xmax=0
n(H2O)i-3=0
n(H2O)i=3 mol.