Transcript Animation

La réaction chimique
Exercice.
Exercice 3.
Le chalumeau
oxyacétylénique
est alimenté
deux gaz : l’acétylène C2H2 et le
Explication
du principe
de fonctionnement
dupar
chalumeau.
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.pour la suite de l’exercice.
Aucune
importance
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.
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.
3 Fe
+
2 O2
1 atome de Fe
2 atome de O
→
Fe3O4
3 atome de Fe
4 atome de O
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
Coefficients
Nombres de
moles
masses
? ? ?
Volumes
200 g
→
Fe3O4
Equation bilan
Coefficients
3 Fe
+
3
2 O2
→
2
1
Etape 2
Nombres de
moles
Etape 3
masses
Volumes
???
Etape 1
200 g
Fe3O4
Equation bilan
3 Fe
+
2 O2
→
Fe3O4
Etape 1 : On cherche à calculer un nombre de moles (n) connaissant
une masse (m). Il faut donc utiliser la formule : n = m / M
Coefficients
3
2
1
Etape 2
Nombres de
moles
Etape 3
masses
Volumes
???
Etape 1
200 g
Masse
S’exprime en grammes (g)
m
n=
M
Masse molaire
S’exprime en grammes par
mole (g/mol)
Nombre de moles
S’exprime en moles (mol)
Pour calculer M :
On remplace
m par 200
m
n =
Nous
cherchons n
M
Il faut calculer M
On a besoin de
connaître la formule
chimique de la
molécule, O2 , ensuite
on affectue le calcul
suivant
Voir énoncé
M(O2) = 2 * M(o)
= 2 * 16
= 32 g/mol
m
200
n =
= 6,25 mol
32
Equation bilan
3 Fe
Coefficients
3
+
2
Etape 2
Nombres de
moles
Etape 3
masses
Volumes
???
2 O2
→
Fe3O4
1
Pour l’étape 2
6,25 on utilise le
fait que les
Etape 1
coefficients et
200 g les nombres
de moles sont
des
grandeurs
proportionnell
es.
Equation bilan
3 Fe
Coefficients
3
+
2 O2
→
2
1
Etape 2
Nombres de
moles
3*6,25/2
9,375
6,25
Etape 3
masses
Volumes
???
Etape 1
200 g
Fe3O4
Equation bilan
3 Fe
Coefficients
3
+
2 O2
→
2
1
Etape 2
Nombres de
moles
9,375
6,25
Etape 3
masses
Volumes
???
Fe3O4
Etape 1
200 g
Pour l’étape 3 on
utilise la même
formule qu’à l’étape 1.
Masse
S’exprime en grammes (g)
m
n=
M
Masse molaire
S’exprime en grammes par
mole (g/mol)
Nombre de moles
S’exprime en moles (mol)
Pour remplacer M :
On cherche
la valeur de
m
m
n =
On remplace
n par 9,375
M
Il faut remplacer
M par sa valeur
On cherche dans
l’énoncé la masse
molaire de Fe.
M(Fe) = 56 g/mol
m
m
Donc m = 9,375 * 56
9,375 =
56
= 525 g
Equation bilan
3 Fe
Coefficients
3
+
2 O2
→
2
1
Etape 2
Nombres de
moles
9,375
6,25
Etape 3
masses
Volumes
525 g
Etape 1
200 g
Fe3O4
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
Coefficients
3
Nombres de
moles
masses
Volumes
84 g
+
2 O2
2
→
Fe3O4
1
Equation bilan
3 Fe
Coefficients
84 g de fer3
correspond à
1,5 moles
Nombres de
moles
masses
Volumes
84 g
+
2 O2
2
→
Fe3O4
1
On remplace
m par 84
m
n =
Nous
cherchons n
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
84
m
Donc n = 1,5 mol
n =
56
Equation bilan
3 Fe
+
2 O2
→
Fe3O4
proportionnalité
Coefficients
3
Nombres de
moles
1,5
masses
Volumes
84 g
2
1
1
Equation bilan
3 Fe
Coefficients
3
2
Nombres de
moles
1,5
1
masses
84 g
+
2 O2
→
1
On va calculer
un volume. Il
faut utiliser la
formule
n = V / VM
Volumes
Fe3O4
Volume
S’exprime en litres (L)
V
n=
VM
Volume molaire
S’exprime en litres par
mole (g/mol)
Nombre de moles
S’exprime en moles (mol)
Pour remplacer VM :
On cherche V
V
n =
On remplace
n par 1
VM
Il faut remplacer
VM par sa valeur
On cherche dans
l’énoncé.
VM = 24 L/mol
V
D’où V = 1 * 24
1 =
24
= 24 L
Equation bilan
3 Fe
Coefficients
3
2
Nombres de
moles
1,5
1
masses
Volumes
+
2 O2
84 g
24
→
Fe3O4
1
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.