problèmes de chimie ( seconde) . .
exercice 1	cartouche d'un réchaud de camping
Une cartouche d un réchaud de camping contient 190 g de butane liquide. Ecrire l'équation-bilan de la combustion du butane avec le dioxygène de l'air. Au cours de la combustion complète et totale de la cartouche, calculer la masse d'eau produite. le volume de CO2 produit C=32 ; O=16 : H=1 ; N=14 gmol-1.
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corrigé
C4H10 + 6,5 O2 donnent 4 CO2 + 5 H2O masse molaire du butane : 4*12+10= 58 g mol-1. Qté de matière de butane (mol) = masse (g) / masse molaire (g mol-1) 190/58= 3,275 mol butane H2O CO2 coef. équation 1 5 4 Qté matière (mol) 3,275 3,275*5=16,38 3,275*4=13,1 masse des produits (g) = masse molaire (gmol-1 ) * Qté matière (mol) eau : 18*16,38 = 294,8 g donc 294,8 cm3. CO2 : 44*,3,1 = 576,4 g volume d'un gaz (L) = Qté matière (mol) * volume molaire (Lmol-1) 13,1*22,4=293,4 L.
exercice2	combustion de l'éthanol
Quel est le volume d'air, mesuré dans les conditions normales, nécessaire à la combustion de 5 cm3 d'éthanol de formule C2 H6 O? Masse volumique de l'éthanol= 0,8 g.cm-3. L'air contient 20% de dioxygène en volume.
corrigé
C2H6O + 3 O2 donnent 2 CO2 + 3 H2O masse molaire de l'éthanol : 2*12+6+16= 46 g mol-1. Qté de matière de butane (mol) = masse (g) / masse molaire (g mol-1) 5*0,8/46= 0,087 mol 0,087 mol d'éthanol nécessite 3* 0,087= 0,261 mol de dioxygène volume d'un gaz (L) = Qté matière (mol) * volume molaire (Lmol-1) 0,261*22,4=5,85 L de dioxygène. donc 5,85*5= 29,2 L d'air
exercice 3	méthane et dichlore
Une éprouvette à gaz de 150 cm3 renferme un mélange gazeux formé en volume de 1/3 de méthane et de 2/3 de dichlore. On enflamme le mélange. Calculer la masse du carbone pulvérulent formé et le volume du gaz formé, ramené dans les conditions initiales de pression et de température. (volume molaire=V=24 L.mol-1)
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corrigé
CH4 + 2 Cl2 donnent C + 4 HCl Les volumes des réactifs sont dans les proportions de l'équation bilan : aucun excès ou défaut de réactifs Qté de matière méthane( mol) = volume (litre) / volume molaire (L mol-1) 0,15/22,4 = 6,7 10-3 mol méthane carbone chlorure d'hydrogène coef. équation 1 1 4 Qté matière (mol) 6,7 10-3 6,7 10-3 6,7 10-3 *4 2,68 10-2 masse de carbone (g) = masse molaire (gmol-1 ) * Qté matière (mol) 12*6,7 10-3 = 0,08 g volume d'un gaz (L) = Qté matière (mol) * volume molaire (Lmol-1) 2,68 10-2*22,4=0,6 L.
exercice 4	eudiomètre
On introduit dans un eudiomètre 10cm3 d'un carbure d'hydrogène gazeux de formule brute CxHy et 100cm3 de dioxygène. Après passage de l'étincelle il reste un volume gazeux de 75cm3 composé de dioxygène en excès et de 40cm3 de dioxyde de carbone. On admettra que l'eau formée est entièrement condensée et occupe un volume négligeable. Ecrire l'équation-bilan de la réaction en l'équilibrant en fonction de x et de y Déterminer la formule brute du carbure d'hydrogène On considère que tous les volumes gazeux sont mesurés dans les mêmes conditions de température et de pression.
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corrigé
CxHy + (x+y/4) O2 ---> x CO2 + y/2 H2O CxHy O2 ayant réagi CO2 coef de l'équation 1 x+y/4 x volume (mL) 10 100-(75-40)= 65 40 d'où x=4 et y=10 C4H10
exercice 5	combustion de l'éthane
J'ai l'équation bilan de la combustion de l'éthane dans le dioxygène pur: C2 H6 O + 3O2 donne 2CO2 + 3H2O IL se forme 4,5 g d'eau,calculer les volumes d'éthane et de dioxygène qui ont réagi. Conditions:20 degrés ; volume molaire : 24 L mol-1. O=16 ; H=1 ; C=12 g mol-1.
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corrigé
Qté de matière (mol) d'eau : masse (g) / masse molaire ( g mol-1) 4,5/18= 0,25 mol éthane dioxygène eau coef de l'équation 1 3 3 Qté de matière (mol) 0,25/3=0,083 0,25 0,25 volume (L) 0,083*24= 2 0,25*24= 6 4,5 mL liquide
exercice 6	combustion du pinène et d'une bougie
Quel est le volume d'air nécessaire à la combustion complète de 1 g pinène C10H16 ? C=12; H=1; O=16; V=24 Lmol-1. 20% de O2 dans l'air en volume. même question avec 2 g de bougie C18H36 O2 ?
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corrigé
C10H16 + 14 O2 ---> 10 CO2 + 8 H2O Qté de matière de pinène (mol)= masse (g)/ masse molaire (gmol-1) masse molaire pinène : 10*12+16= 136 gmol-1. 1/136 = 7,35 10-3 mol de pinène 7,35 10-3 mol de pinène nécessite 14*7,35 10-3 = 0,103 mol de O2. Soit 0,103*24 = 2,47 L de O2 donc 2,47*5= 12,35 L d'air C18H36O2 + 26 O2 ---> 18 CO2 + 18 H2O Qté de matière de bougie (mol)= masse (g)/ masse molaire (gmol-1) masse molaire bougie : 18*12+36+2*16= 284 gmol-1. 2/284 = 7,04 10-3 mol de bougie 7,04 10-3 mol de bougie nécessite 26*7,04 10-3 = 0,183 mol de O2. Soit 0,183*24 = 4,39 L de O2 donc 4,39*5= 22 L d'air
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