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La réaction chimique. Exercice. Exercice 3 . - PowerPoint PPT Presentation
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La réaction chimique
Exercice.
Exercice 3.
Le chalumeau oxyacétylénique est alimenté par deux gaz : l’acétylène C2H2 et le dioxygène. La combustion de l’acétylène porte le métal chauffé à très haute température. En fermant l’arrivée d’acétylène, le métal brûle ensuite sous le jet de dioxygène pur.
1. La combustion du fer dans le dioxygène donne l’oxyde de fer Fe3O4. Ecrire et équilibrer l’équation bilan de cette réaction.
2. Calculer la masse de fer disparue lorsque 200 g de dioxygène ont brûlé.
3. Calculer le volume de dioxygène nécessaire pour brûler 84 g de fer.
Données : MH = 1 g/mol ; MO = 16 g/mol ; MC = 12 g/mol ; MFe = 56 g/mol VM = 24 L/mol.
Explication du principe de fonctionnement du chalumeau.
Aucune importance pour la suite de l’exercice.
1. La combustion du fer dans le dioxygène donne l’oxyde de fer Fe3O4. Ecrire et équilibrer l’équation bilan de cette réaction.
Fe + O2 → Fe3O4
1. La combustion du fer dans le dioxygène donne l’oxyde de fer Fe3O4. Ecrire et équilibrer l’équation bilan de cette réaction.
Fe + O2 → Fe3O4
1 atome de Fe
2 atome de O3 atome de Fe
4 atome de O
3 2
1. Calculer la masse de fer disparue lorsque 200 g de dioxygène ont brûlé.
Pour calculer cette masse de fer je vous propose de compléter un tableau. Voici la méthode que je vous propose.
Equation bilan
3 Fe + 2 O2 → Fe3O4
Coefficients
Nombres de moles
masses
Volumes
? ? ? 200 g
Equation bilan 3 Fe + 2 O2 → Fe3O4
Coefficients
Nombres de moles
masses ??? 200 g
Volumes
Etape 1
Etape 2
Etape 3
3 2 1
Equation bilan 3 Fe + 2 O2 → Fe3O4
Coefficients 3 2 1
Nombres de moles
masses ??? 200 g
Volumes
Etape 1
Etape 2
Etape 3
Etape 1 : On cherche à calculer un nombre de moles (n) connaissant
une masse (m). Il faut donc utiliser la formule : n = m / M
n = m
M
Nombre de moles
S’exprime en moles (mol)
Masse
S’exprime en grammes (g)
Masse molaire
S’exprime en grammes par mole (g/mol)
n = m
M Nous cherchons n
On remplace m par 200
Il faut calculer M
Pour calculer M :
On a besoin de connaître la formule chimique de la molécule, O2 , ensuite on affectue le calcul suivant
M(O2) = 2 * M(o)
= 2 * 16
= 32 g/mol
Voir énoncé
n = m
32
200 = 6,25 mol
Equation bilan 3 Fe + 2 O2 → Fe3O4
Coefficients 3 2 1
Nombres de moles 6,25
masses ??? 200 g
Volumes
Etape 1
Etape 2
Etape 3
Pour l’étape 2 on utilise le fait que les coefficients et les nombres de moles sont des grandeurs proportionnelles.
Equation bilan 3 Fe + 2 O2 → Fe3O4
Coefficients 3 2 1
Nombres de moles 3*6,25/2 6,25
masses ??? 200 g
Volumes
Etape 1
Etape 2
Etape 3
9,375
Equation bilan 3 Fe + 2 O2 → Fe3O4
Coefficients 3 2 1
Nombres de moles 9,375 6,25
masses ??? 200 g
Volumes
Etape 1
Etape 2
Etape 3
Pour l’étape 3 on utilise la même formule qu’à l’étape 1.
n = m
M
Nombre de moles
S’exprime en moles (mol)
Masse
S’exprime en grammes (g)
Masse molaire
S’exprime en grammes par mole (g/mol)
n = m
M On remplace n par 9,375
On cherche la valeur de m
Il faut remplacer M par sa valeur
Pour remplacer M :
On cherche dans l’énoncé la masse molaire de Fe.
M(Fe) = 56 g/mol
9,375 =
m
56
m Donc m = 9,375 * 56
= 525 g
Equation bilan 3 Fe + 2 O2 → Fe3O4
Coefficients 3 2 1
Nombres de moles 9,375 6,25
masses 525 g 200 g
Volumes
Etape 1
Etape 2
Etape 3
1. Calculer la masse de fer disparue lorsque 200 g de dioxygène ont brûlé.
La masse de fer qui a disparue est 525 g
3. Calculer le volume de dioxygène nécessaire pour brûler 84 g de fer.
Equation bilan 3 Fe + 2 O2 → Fe3O4
Coefficients 3 2 1
Nombres de moles
masses
Volumes
84 g
Equation bilan 3 Fe + 2 O2 → Fe3O4
Coefficients 3 2 1
Nombres de moles
masses
Volumes
84 g
84 g de fer correspond à 1,5 moles
n = m
M Nous cherchons n
On remplace m par 84
Il faut remplacer M par sa valeur
Pour remplacer M :
On cherche dans l’énoncé la masse molaire de Fe.
M(Fe) = 56 g/mol
n =
m
56
84
Donc n = 1,5 mol
Equation bilan 3 Fe + 2 O2 → Fe3O4
Coefficients 3 2 1
Nombres de moles 1,5
masses
Volumes
84 g
proportionnalité
1
Equation bilan 3 Fe + 2 O2 → Fe3O4
Coefficients 3 2 1
Nombres de moles 1,5 1
masses
Volumes
84 g
On va calculer un volume. Il faut utiliser la formule
n = V / VM
n = V
VM
Nombre de moles
S’exprime en moles (mol)
Volume
S’exprime en litres (L)
Volume molaire
S’exprime en litres par mole (g/mol)
n = V
VM On remplace n par 1
On cherche V
Il faut remplacer VM par sa valeur
Pour remplacer VM :
On cherche dans l’énoncé.
VM = 24 L/mol
1 = V
24
D’où V = 1 * 24
= 24 L
Equation bilan 3 Fe + 2 O2 → Fe3O4
Coefficients 3 2 1
Nombres de moles 1,5 1
masses
Volumes 24
84 g
3. Calculer le volume de dioxygène nécessaire pour brûler 84 g de fer.
Le volume de dioxygène nécessaire pour brûler 84 g de fer est 24 L.
