Suivi cinétique par mesure de volume de gaz

[Reyana S]

Bonjours je viens encore vous embêté un peu car à nouveau j'ai du mal avec un exercice :/ Voici L'énoncé et mes réponses :

1) Équation Chimique de la réaction:
H3O+(aq) + 2 Cl-(aq) +CaCO3(s) = 2 CO2(g) + Ca²+ (aq) +2Cl-(aq)

(En rouge c'est les coefficient stœchiométrique que j'ai ajustée mais j'ai eu du mal je pense que c'est faux :/ )

2)On a a un temps quelconque:
n(CO2)= x et C=n/V <=> n=C.V (C ou [X] en mol.L-1 , n en mol, er V en L)

On a dx/dt = dn(CO2)/dt <=> d([CO2].V(CO2) /dt Là aussi je doute que ma réponse soit correcte.

3) Courbe V=f(t) avec sur mon papier millimétré: Échelles 1cm= 10 s et 1cm =1mL (car je trouvais que 1cm=10mL était assez bizarre)
Volume de CO2 (g) a différent instants

GRAPH1.png (11 Kio) Vu 2879 fois

b) On a v(1/Va).(dx/dt) < = > v(1/va).d([CO2].V(CO2) /dt
On Va= 50.0mL= 50.0*10^-3 L
AN: v= (1/ 50.0*10^-3)*d([CO2].9.76*10^-3 /50 ? Après je ne trouve pas.

4) Évolution temporelle de la concentration en ion oxonium [H3O+] :

a) Exprimons la vitesse de réaction v=(1/Va)*(dx/dt) en [H3O+] :

v=(1/Va)*(dx/dt) on a n(H3O+)=ni(H3O+)-x
ni(H3O+)-n(H3O+) =x
et On a n(H3O+)=[H3O+].Va
<=> d[H3O+]/dt ?

b)Courbe des variations de [H3O+] en fonction du temps:

GRAPH2.png (10.06 Kio) Vu 2879 fois

c) On a: d[H3O+]/dt
AN: 0.023/50 =1.15 mol.L-1.s-1 ?

d) Je n'ai pas pu comparer :/

Mais pour trouver la quantité de matière de CO2 a t=50s jai fait :

n(CO2) = V(t=50s) /Vm
n(CO2) = 9.76*10^-3/22.4= 4.36*10^-4 mol mais j'sais pas où m'en servir lol ...

J'aurai besoin d'aide S'il vous plait :) .

[SoS(17)]

Bonjour Reyana,

Effectivement, il y a des erreurs. Tout d'abord l'équation n'est pas ajustée en éléments H et O.
Vous ne pouvez pas parler de concentration molaire pour un gaz. Vous connaissez son volume, on vous donne le volume molaire....reste à faire le lien avec l'avancement x et pour cela, un tableau d'avancement peut être utile (mais pas nécessaire).
Commencez par corriger cela.

[Reyana S]

En ajustant je trouve :


2H3O+(aq) + 2 Cl-(aq) + CaCO3(s) = CO2(g) + Ca²+ (aq) +2Cl-(aq)+ 3H2O(l)
?
Pour la 2) On a :
n(CO2)= x et n(CO2) = V(CO2)/Vm
On a donc
dx/dt = dn(CO2)/dt <=> d(V(CO2)/Vm)/dt <=> d(V(CO2)/Vm)*1/dt donc

d(V(CO2)/Vm*dt ?

[SoS(17)]

C'est nettement mieux ! Les Cl- sont des ions spectateurs et vous pouvez ne pas les écrire, mais cela est du détail.

Pour la réponse à la question 2), il faut avoir en tête que Vm est une constante donc quand vous dérivez V(CO2)/Vm c'est comme si vous dériviez a*u en maths avec a = constante = 1/Vm ici et u = fonction = V(CO2). Essayez à nouveau, vous n'êtes pas loin....

[Reyana S]

Humm :
d(V(CO2)/Vm*dt
= 1/Vm* V(CO2)/dt

? Jai pas beaucoup changé l'expression :/

[SoS(17)]

C'est mal écrit....et un peu difficile à ce stade de l'année. Je vous aide :
\(\frac{\mathrm{d} (V(CO2)/Vm))}{\mathrm{d} t}= \frac{1}{Vm}*\frac{\mathrm{d} V(CO2)}{\mathrm{d} t}\)

A vous de continuer !

[Reyana S]

Ah J'avais oublier le d ! Mercii Bon je continue:

2)Donc pour la 2 on a :
\(\frac{\mathrm{d} (V(CO2)/Vm))}{\mathrm{d} t}= \frac{1}{Vm}*\frac{\mathrm{d} V(CO2)}{\mathrm{d} t}\)

3)b) b) On a en utilisant l'expression précédemment trouvée pour la date t=50s


<=> = 1/22.4* 9.76*10^-3/50.
=8.7x 10^-6
?

[Reyana S]

Ah J'avais oublier le d ! Mercii Bon je continue:

2)Donc pour la 2 on a :
\(\frac{\mathrm{d} (V(CO2)/Vm))}{\mathrm{d} t}= \frac{1}{Vm}*\frac{\mathrm{d} V(CO2)}{\mathrm{d} t}\)

3)b) b) On a en utilisant l'expression précédemment trouvée pour la date t=50s


<=> = 1/22.4* 9.76*10^-3/50.
=8.7x 10^-6
?

Est-ce que mes graphiques et ma deuxième expression (celle de H3O+) Sont corrects ? et la valeur que j'ai trouvé :/?

[SoS(17)]

Pour le calcul de la vitesse à partir du grapheV(t), il faut avoir à l'esprit que dV/dt est numériquement égale au coefficient directeur de la tangente à la courbe V(t) au point d'abscisse t considéré. Il faut donc tracer la tangente à la date t = 50 s et chercher son coefficient directeur.

En ce qui concerne l'expression avec H30+, vous l'avez établie avec une équation fausse...donc elle est à revoir !

[Reyana S]

Donc pour la tangente je l'ai tracé et j'ai fait le calcul On a donc :

J'ai choisi deux point N(80,14) et M(20, 5.5 )

On a :
dx/dt = 20-80/5.5-14 =7,06

Donc v= 7.06 ?

Je revois mon expressions pour la 4)b
cela me donne
n(H3O+)= ni(H3O+)-x
donc x= ni(H3O+)-n(H3O+)
= Ci*Vi -C*V

v=1/Va*dx/dt
après je bloque ?

[Reyana S]

Pour la 4)c dois-je établir la vitesse a la date t1=50s avec une tangente également ?

[SoS(17)]

Attention au calcul du coefficient directeur de la tangente qui vaut \(\frac{\Delta V(CO2))}{\Delta t}\); vous avez calculé l'inverse !
Il faudrait préciser les unités. N'oubliez pas que la vitesse est égale à (1/Vm)*(coeff dir) donc il faut poursuivre le calcul, avec des unités....

Pour l'expression avec H30+, vous n'avez pas tenu compte du coefficient stoechiométrique.
Il faudra aussi tracer une tangente et calculer son coefficient directeur pour accéder à la vitesse. Auparavant, l'expression de la vitesse est à déterminer....

[Reyana S]

On sait que le coefficient directeur de la tangente est dx/dt

On a les point M (20;5.5) et N(80;14)
dx/dt= 14-5.5/80/20=17/120

/On a donc v=1/vm*17/120
v=17/120*1/22.4=6.3*10^-3 ? Est-ce juste ?

[SoS(17)]

Oui, mais il faudrait une unité.

[SoS(17)]

En ce qui concerne l'unité, V(CO2) est en mL : ce serait mieux de la convertir en L car Vm est en mol/L. La puissance de 10 va donc changer.