[Chimie] [L3] CAPES, Obtention de O2 par distillation fractionnée

supprimé (les cases quantiques ne passent pas)

Et donc, comme le mélange s'appauvrit en N2... la température d'ébullition augmente.


Lol, j'ai raisonné à l'envers :apa:


Bravo, tu viens de me donner la configuration du carbone ! Z = 8 pour l'oxygène !


Ahem... On va mettre ça sur le coup de la chaleur, mmh ? :S:

Ok j'ai compris pour la question b), c'est la règle de Klechkowski.
En gros : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 etc... (je crois que j'ai dépassé le Z=20)

2°) Structure de la géométrie de dioxygène dans la théorie de Lewis

a) Donner la représentation de la molécule de dioxygène dans la théorie de Lewis.
b) Quelles conclusions peut-on en tirer ?

3°) Utilisation des orbitales moléculaires

a) Représenter le schéma énergétique correspondant à la combinaison des orbitales 2s de deux atomes d'oxygènes (notées \sigma_{2s} et \sigma *_{2s}) Pour ceux qui ne sont pas sûr.
b) En prenant l'axe Oz pour axe de symétrie de la molécule (axe liant les deux noyaux), représenter le schéma énergétique correspondant à la combinaison des orbitales 2p_z. Les données spectroscopiques indiquent que l'orbitale \sigma _{2pz} se trouve énergétiquement en dessous des orbitales \pi_{2px} et \pi_{2py}. Idem
c) Calculer l'indice de liaison de la molécule de dioxygène. Pour ceux qui ne savent pas faire, je donne la méthode

4°) Propriétés magnétiques de la molécule de dioxygène

a) On constate que si l'on verse du dioxygène liquide sur les pôles d'un électro-aimant, le liquide se colle à celui-ci. Comment appelle-t-on ce phénomène ?
b) Le représentation de la molécule de dioxygène par les orbitales moléculaires peut-elle rendre compte de ce phénomène ? Justifier votre réponse.

2)

a) On a / O _ O \
\ _ /


(ce n'est pas fantastique...)

b) ?? Là je ne vois pas trop. C'est dur à casser ? (à cause de la double liaison O-O )

3) C'est le diagramme de probabilité de présence des électrons ? Dur dur à dessiner ici :S:

Soit dit en passant je n'ai jamais fait ça en cours, je pense que c'est pour l'année prochaine.

Quant à l'indice de liaison, je ne sais pas du tout ce que c'est. Je suis curieux d'ailleurs, tu peux m'envoyer la définition par MP (pour éviter de donner la réponse à d'autres, et laisser le suspens :D ) ?

4) a) C'est l'aimantation de la molécule de dioxygène je crois.

b) Là je ne sais que dire :S:


Non franchement la chimie ce n'est pas si mal que ça finalement, mais là ce n'est plus trop de la chimie, ça touche un peu à l'électro et à la méca quantique.

a) On a / O _ O \
--------\ _ /OK, très bien !

b) ?? Là je ne vois pas trop. C'est dur à casser ? (à cause de la double liaison O-O )Tout a fait, la double liaison suggère une forte énergie de liaison. De plus, on pourrait aussi croire que le molécule est diamagnétique.

3) C'est le diagramme de probabilité de présence des électrons ? Dur dur à dessiner ici
Soit dit en passant je n'ai jamais fait ça en cours, je pense que c'est pour l'année prochaine.
Quant à l'indice de liaison, je ne sais pas du tout ce que c'est. Je suis curieux d'ailleurs, tu peux m'envoyer la définition par MP (pour éviter de donner la réponse à d'autres, et laisser le suspens :D ) ?En fait, il s'agit du diagramme des orbitales moléculaire, à partir du diagramme des orbitales atomiques. Mais si tu n'as pas encore vu ça, pas de soucis ! Je t'en donne un exemple ici (http://www.chm.ulaval.ca/chm10098/a2002/materiel_cours/notes_cours/liaison_chimique/energie_om_o2.gif)

L'indice de liaison est la moitié du nombre obtenu en retranchant le nombre d'électrons dans les orbitales moléculaires (OM) antiliantes au nombres d'électrons des OM liantes.

4) a) C'est l'aimantation de la molécule de dioxygène je crois. "aimantation" ? :hum: En fait, il fallait me dire que le liquide était paramagnétique contrairement à ce que suggérait la représentation de Lewis.

b) Là je ne sais que dire :S:Je pense que maintenant, c'est plus clair ! :S:

Non franchement la chimie ce n'est pas si mal que ça finalement, mais là ce n'est plus trop de la chimie, ça touche un peu à l'électro et à la méca quantique. Tout à fait, mais on étudie ça dans la partie chimie, il s'agit bien ici d'un histoire de liaisons chimiques.

Bon, la suite bientôt !

III. Obtention des oxydes d'azote et de l'acide nitrique

(je commencerai par ne poser que la première question avant de donner la suite, parce que je la trouve assez compliquée)

1°) Synthèse du gaz ammoniac

On considère l'équilibre de la synthèse de l'ammoniac en phase gazeuse. Les gazs sont supposés parfait et le mélange idéal.

-------N2 + 3 H2 <==> 2 NH3

Un mélange initial contient y moles de N2 et (n-y) moles de H2. L'équilibre s'établit par formation de 2z moles de NH3. Soient p1, p2, et p3 les pressions partielles de N2, H2 et NH3 et P la pression totale à l'équilibre.

a) Exprimer les pressions partielles p1, p2 et p3 en fonction de P, y, n et z.

Attention : toute la difficulté consiste à trouver les nombre de moles de chacun des constituants à l'équilibre, ce qui n'est normalement pas chose évidente.

Bon courage à tous ! :S:

Alors, pas d'amateurs ? Parce que là, cette est question est bien plus piège que ce que l'on croit...

je l ai deja fait en spé dc je pourrais faire un copier coller mais ca n interesserait personne....il me semble que c est un classique en prepa?si qq un peut confirmer

Je pense que ça peut intéresser tout le monde. Moi aussi d'ailleurs, j'aimerais savoir quel est ton raisonnement. J'en ai un peu bavé pour trouver le "nombre de z" qu'il fallait mettre... Vraiment, j'aimerais bien un autre point de vue. :)

J'attends avec impatience TON raisonement ! :S:

alors on fait un tableau d avancement avec N2,H2,NH3 et Ntot(nbre de mol total) c est ds l ordre;on note x l avancement:
Etat initial: y;n-y;0;n
Etat final: y-x;n-y-3x;2x;n-2x

on a dc:2z=2x=>x=z dc

p1/P=(y-z)/(n-2z)
p2/P=(n-y-3z)/(n-2z)
p3/P=(2z)/(n-2z)

OK OK, c'est trouver l'état final en fonction de y, x, et n que je trouvais peu évident. Par exemple, trouver n-y-3x, je trouve que ça saute vraiment pas aux yeux...

On suppose désormais que le mélange diazote-dihydrogène est pris initialement dans les proportions stoechiométriques (dans ces conditions, n = 4y)

b) Exprimer les pressions partielles p1, p2, p3 en fonction de x = \frac{z}{y} (x représente en fait le taux de réaction à l'équilibre), et de P.

c) Donne l'expression de la constante d'équilibre thermodynamique K°T en fonction de x, de la pression totale P, et de la pression de référence (ou pression de l'état standard) P° = 1 bar = 105 Pa. L'expression n'est pas si facile que ça à trouver !

Toutes les pressions sont exprimées en bars, quelle relation lie K°T et le constante K_p(T) = \frac{p_3 ^2}{p_1 . p_2 ^3}

On suppose désormais que le mélange diazote-dihydrogène est pris initialement dans les proportions stoechiométriques (dans ces conditions, n = 4y)

b) Exprimer les pressions partielles p1, p2, p3 en fonction de x = \frac{z}{y} (x représente en fait le taux de réaction à l'équilibre), et de P.

c) Donne l'expression de la constante d'équilibre thermodynamique K°T en fonction de x, de la pression totale P, et de la pression de référence (ou pression de l'état standard) P° = 1 bar = 105 Pa. L'expression n'est pas si facile que ça à trouver !

Toutes les pressions sont exprimées en bars, quelle relation lie K°T et le constante K_p(T) = \frac{p_3 ^2}{p_1 . p_2 ^3}

b) on a dc
p1/P=(y-z)/2(2y-z)= (1-x)/2(2-x)
p2/P=3(y-z)/2(2y-z)=3(1-x)/2(2-x)
p3/P=z/(2y-z)=x/(2-x)

c)on K=(p3²*p°²)/(p1*p2^3)
d c apres calcul et simplification on a
K=(16x²*(2-x)²*p°²)/(27(1-x)^4*P²)

Bon, rien à redire, je mettrai la suite en ligne plus tard... :10sur10:

te presse pas trop....je suis plutot fan de chimie orga...j ai fait celui la car personne voulait s y mettre.... :apa:

d) On pose a = \frac{P}{P^0} . \sqr{\frac{27}{16} . K^0_T} ; donner l'expression de x en fonction de a ; étudier le cas particulier où a << 1.

e) Dans un domaine restreint de température, on trouve que l'expression de K^0_T vérifie :

ln K^0_T = \frac{11050}{T} - 23,8

e_1 ) Exprimer l'enthalpie libre standard de la réaction de synthèse de l'ammoniac. Quels commentaires appelle cette expression ? (On rappelle que R = 8,32 J.mol-1.K-1 )

e2 ) Déterminer, en conséquence, l'allure des graphes isobares représentant les variations de x avec T (on se restreindra au cas où le paramètre a <<1 ; aucune application numérique n'est demandée). Montrer que l'on peut retrouver à l'aide des ces graphes les lois de la Chatelier et de Van't Hoff.

si personne ne s y met,je vais devoir achever mon travail...on verra demain

si personne ne s y met,je vais devoir achever mon travail...on verra demain
C'est ça, finis le travail ! Après, on a encore 2-3 trucs de ce genre, mêlés à un peu de cinétique, puis on passe à de la chimie plus organique quand même... :gym:

Même si je n'ai plus suivi à partir d'un moment (oraux obligent, c'est bientôt la fin...), je voulais remercier publiquement benjamin pour ce sujet, qui a eu deux vertus : m'aider pour les concours, et me réconcilier avec la chimie (je me suis rendu compte que ce n'était pas si mal que ça !) :king3: benjy !

Rhôôôôôô... Mais comme c'est gentil !!! :S: :S: :S:

Même si je n'ai plus suivi à partir d'un moment (oraux obligent, c'est bientôt la fin...), je voulais remercier publiquement benjamin pour ce sujet, qui a eu deux vertus : m'aider pour les concours, et me réconcilier avec la chimie (je me suis rendu compte que ce n'était pas si mal que ça !) :king3: benjy !C'est pour cer genre de moment que j'aime aider les autres !

Bon, je te le redis, déchire tous aux oraux !

Sinon, si d'autres veulent à leur tour se réconcilier avec la chimie ou réviser ou je ne sais quoi, n'hésitez pas à me demander des sujet par mp ou a répondre aux sujets que je lance. Ce n'est pas parce qu'une réponse a déjà été donnée que vous ne pouvez pas vous lancer vous aussi. Libre à vous d'ignorer la réponse déjà postée et de me soumettre la votre, je ferais précéder la réponse du nom de l'intéressé en gros.

@++ tout le monde.

Benjamin.