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Iguagua a posé la question dans Sciences et mathématiquesChimie · il y a 1 décennie

Je souhaite obtenir une méthode de résolution pour des exercices quantitatifs de chimie organique.?

Basé sur la formule type de combustion d'un hydrocarbure : CxHy + (x+y/4) O2 -> x CO2 + y/2 H2O, je recherche le mode de résolution d'exercice du type : 20 cm3 d'hydrocarbure CxHy réagissent avec 85 cm3 d'O2. Le premier résidu gazeux est de 55 cm3 et après réaction avec KOH, le 2ème résidu gazeux est de 15 cm3. Quelle est la formule de CxHy.

Merci d'avance pour cet exercice où je suis bloqué depuis presqu'une journée.

3 réponses

Évaluation
  • il y a 1 décennie
    Réponse favorite

    Il est plus facile de raisonner avec des coefficients stoechiométriques entiers. Nous savons que x et y sont des entiers, mais pas y/2 et y/4. En multipliant l'ensemble de l'équation par 4, les coefficients ne seront plus fractionnaires. Ce qui donne :

    4 CxHy + 4x+y O2 ---> 4x CO2 + 2y H2O

    On peut effectivement se poser la question : Est-ce que l'hydrocarbure est solide, liquide ou gazeux. Si on ne te donne pas plus de renseignement que ce que tu donne dans l'énoncé, c'est qu'il est gazeux.

    Pour ce qui concerne le volume molaire, nous prendrons 22,4 L/mol soit 22400 cm3/mol (à toi de prendre ensuite la valeur qui t'est donnée dans l'énoncé).

    Il faut savoir que le rôle de la potasse (Hydroxyde de Potassium) est d'absorber le CO2.

    Donc sur les 55 cm3 de gaz restant en fin de réaction, il s'est formé (55 - 15) = 40 cm3 de CO2

    Il faut toujours avoir en tête que lorsqu'il y a 2 inconnues, il faut établir 2 équations indépendantes pour déterminer les inconnues.

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    La quantité de CO2 nous intéresse car c'est à partir de la quantité de CO2 formée que l'on va pouvoir établir une première équation :

    1 - Nombre de mole de CxHy ayant réagi :

    n(CxHy) = n(CxHy) / Vmolaire = 20 / 22400 = 8,93 . 10^-4 mol

    2 - Nombre de moles de CO2 formé :

    n(CO2) = V(CO2) / Vmolaire = 40 / 22400 = 1,79 . 10^-3 mol

    Ces deux premiers calculs permettent d'écrire une première équation :

    Ces nombres de moles sont porportionnels aux coefficients stoechiométriques.

    4 / 4x = (8,93 . 10^-4) / (1,79 . 10^-3) (équation 1) on en déduit que x = 2

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    Si l'on considère que l'eau s'est recondensée, alors le gaz restant est O2

    Le volume de O2 ayant réagi est donc : V(O2) = 85 - 15 = 70 cm3

    3- Nombre de moles de O2 ayant réagi :

    n(O2) = V(O2) / Vmolaire = 70 / 22400 = 3,13 . 10^-3 mol

    Ce nombre de moles de O2 est porportionnel aux coefficients stoechiométriques. Ce qui permet d'écrire :

    (4x + y) / 4 = (3,13 . 10^-3) / (8,93 . 10^-4) (équation 2) on en déduit que y = 6

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    Le composé est donc le C2H6 (éthane)

    J'espère avoir répondu à ta question.

  • CJay
    Lv 6
    il y a 1 décennie

    Il faudrait déjà savoir si ton hydrocarbure est liquide ou gazeux. Dans le dernier cas le volume molaire te permet d’en déduire la quantité de matière d’hydrocarbure au départ. Il faut savoir que, dans une réaction de combustion d’hydrocarbure, tout le carbone se retrouve dans le CO2, et tout l’hydrogène se retrouve dans l’eau.

    Si on fait l’hypothèse que l’eau se condense à la fin de la réaction, comme gaz résiduel tu as le CO2 et l’O2 (ou le CxHy) qui n’a pas réagit. La réaction avec KOH, piège le CO2. Ce qui te permet de déterminer le volume de CO2 formé. Connaissant le volume molaire, tu en déduis le nb de mole n(CO2).

    Disons que l’O2 est en excès (tout l’hydrocarbure est brulé). Le second résidu gazeux correspond à l’O2 en excès, tu peux donc en déduire la quantité stœchiométrique d’O2 nécessaire a la réaction. En incorporant toutes ces infos dans le tableau d’avancement et en utilisant la loi de conservation de la matière, tu devrais obtenir 2 équations qui te permettront de trouver x et y.

  • il y a 1 décennie

    excuse moi est ce que le volume molaire est spécifié

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