Formation d'alumine

[Denis DAEU B]

Bonjour, je reviens vers vous avec un nouvel énoncé.

le métal aluminium Al brûle dans le dioxygène pour donner de l'alumine Al2O3 solide.

1) Ecrire l'équation de cette réaction, avec des nombres stoechiométriques entiers les plus petis possibles.

4Al+3O2 --> 2AlO3

2) On souhaite brûler complètement 0,54 g d'aluminium dans du dioxygène. Déterminer le volume minimal de dioxygène nécessaire et la masse d'alumine formée.

Ici je bloque, on a vu ça trop brièvement en cours alors je ne sait par quelles étapes je dois commencer.

Je sais que j'ai n(Al)=m/M = 0,54/27= 0,02 mol. Donc 0,02 mol. Ce qui correspond à 0,02/4= 0,005 mol de 4Al . Je dois maintenant déterminer n(3O2).

Est il correct de faire n(Al)/4= n(O2)/3 ?

J'ai vu cette possibilité dans certaines sources, mais on ne l'a jamais fait en cours, et je ne comprend pas bien pourquoi en réalité. Dois je faire un tableau d'avancement ensuite?

Merci

[SoS(13)]

Bonsoir Denis,
Si vous faites un tableau d'avancement et calculez l'avancement maximal pour chaque espèce, vous trouverez les rapports de l'égalité que vous proposez. Donc cette relation correspond à l'épuisement simultané des deux réactifs.
Faites le pour vous en convaincre.

Un détail : pensez à corriger la formule de l'alumine dans l'écriture de la réaction.

[Denis DAEU B]

Aujourd'hui à mon cours de chimie on a vu un peu ça.

Je le refait proprement.

4Al + 3O2 --> 2Al2O3

Je sais que n(Al)= 0,02mol
Pour faire un tableau d'avancement je dois d'abord déterminer les quantités des réactifs.

Al O2 Al2O3

0,02 x x

4 3 2


n(Al)/4 = n(O2)/3 donc n(O2)= 3 x 0,02/4 = 0,015 mol

La un truc m'échappe, est ce que je peux faire : n(Al2O3)= 2x 0,015/3 ?

Ou dois je directement passer au tableau d'avancement avec 0,02-4x ≥ 0 et 0,015-3x ≥ 0 x max = 0,005
x ≤ 0,005 x ≤ 0,005

Si je fais n(Al2O3) = 2x 0,015/3= 0,01

Puis-je faire ensuite : 0,01-2x ≥ 0
x ≤ 0,005

Les deux méthodes arrivent au même résultat, si je m'en tient à ce qu'a dit mon prof aujourd'hui , j'ai juste à faire les produits en croix pour ce genre d'exercice. Ou la méthode dépend-elle des coef stoechiométriques?

[SoS(13)]

Bonjour Denis
Les deux méthodes sont équivalentes, vous utilisez celle qui vous convient le mieux, sauf si le sujet vous impose d''établir un tableau d'avancement.
Par contre, vous ne pouvez écrire :

Puis-je faire ensuite : 0,01-2x ≥ 0

car la quantité d'alumine augmente avec l'avancement, il convient d'écrire 0 + 2x = 0,01

[Denis DAEU B]

Puis-je faire ensuite : 0,01-2x ≥ 0


car la quantité d'alumine augmente avec l'avancement, il convient d'écrire 0 + 2x = 0,01

Notre prof procède toujours de cette manière, ça ne me dérange pas plus que ça.


Après tout ça, j'en déduis qu'il faut 0,015 mol d'O2 pour faire bruler 0,02 mol d'Al .

Ces 0,015mol d'O2 on un volume de : 0,015 x 22,4 = 0,336 L

La masse d'alumine produite est : m(Al2O3) = 102 x 0,005 = 0,51g

Ensuite j'ai deux autres questions :

3) On souhaite à présent obtenir par cette réaction un masse d'alumine m(Al2O3)=30,6 g.
Déterminer
a) les quantités de matières minimales de dioxygène et d'aluminium nécéssaires.
b)la masse d'aluminium et le volume de dioxygène correspondants.

a)De même: n(Al)/4 = n(O2)/3=n(Al2O3)/2

Donc n(Al2O3) = m(Al2O3)/ M(Al2O3) = 30,6/102= 0,3 mol

Et d'en déduire :

n(O2)= 3 x n(Al2O3)/2 = 3 x 0,3/2= 0,45 mol

n(Al)= 4 x n(O2)/3 = 4 x 0,45/4 = 0,6 mol


b) m(Al)= n x M = 0,6 x 27 = 16,2 g .

V(O2) = n x Vm = 0,45 x 22,4 = 10,08L


Par contre dans le premier exercice il me fallait 0,54g d'Al pour produire 0,51g dAl2O3 , et dans le 2 il me faut 16,2g d'Al pour produire 30,6g d'Al2O3 .Ca me parait étrange mais je ne vois pas ou est mon erreur, il devrait pourtant y avoir une relation de proportionnalité?

[SoS(13)]

Par contre dans le premier exercice il me fallait 0,54g d'Al pour produire 0,51g dAl2O3 , et dans le 2 il me faut 16,2g d'Al pour produire 30,6g d'Al2O3 .Ca me parait étrange mais je ne vois pas ou est mon erreur, il devrait pourtant y avoir une relation de proportionnalité?

Je vous félicite de ce réflexe de bon sens. Il doit y avoir proportionnalité dans vos résultats.
Continuons cette analyse : comparons l'aluminium et l'alumine, lequel possède la masse molaire la plus importante ? Donc dans quel exercice se situe l'erreur ?
A vous !

[Denis DAEU B]

Ok je crois que je situe l'erreur.

Le résultat de la combustion n'est pas 0,005mol mais 0,01 mol d'Al2O3. x max = 0,005.

Il reste : Al 0,02 - 4xmax = 0 mol
O2 0,015-3 xmax =0 mol
Il a été produit : Al2O3 + 2x = 0,01 mol

m(Al2O3)= 102 x 0,01 = 1,02 g

J'ai donc environ 2 x plus d'Al2O3 que d'aluminium comme dans le 2ème exo et je retrouve ma proportionnalité, ouf. Je ferai un tableau d'avancement ça sera plus clair.