Analyse élémentaire : Combustion

[titinedu63]

Bonjour, j'ai un Dm à rendre mais j'ai un souci à quelques endroits! Pouvez vous m'aider?

"On considère un substance chimique de formule brute : CxHyOz

La combustion de 0.235g de cette substance necessite 389 cm³ de dioxygène et conduit à la formation de 292 cm³ de CO₂.

1- Déterminer la valeur de x sachant que la masse molaire M de cette substance vaut 58.0 g.mol-1"

et on donne : Vm= 24.0 L.mol-1

Voila ce que j'ai fait pour l'instant :
La combustion de 0.235g de l'espèce, crée 292.10-3 dm³.
La combustion de 100g de cette espèce, crée donc (100*292.10-3)/0.235 = 124 dm³ de CO₂.
Or 1dm3 = 1L
donc ca conduit a la formation de 124L de CO2
n=V/Vm
nco2 = Vco2/Vm
nco2= 124/24.0 = 5.17 mol
la combustion de 100g conduit a la formation de 5.17 mol de CO2
mco2crée = nco2 * Mco2
= 5.17 * 44.0 = 227 g

m(C) = n(C) * M(C)
Or n(C) = nco2
nco2 = mco2 / Mco2
m(C) = mco2*M(C) / Mco2
= 227 * 12.0 / 44.0
= 61.9g
Pour 100g de l'espèce, il est crée 61.9g de carbone.
on a alors %C = 61.9
%C=(n(C)*M(C) * 100) / M
%C= (M(C) * x *100) / M
d'où x= (M * %C) / (M(C) * 100)
x= ( 58.0 * 61.9) / (12.0*100)
x= 2.99

or x est un nombre entier. Donc x = 3
C'est correct?? mon développement tient la route??

2-a) démonter que x,y et z verifient les equations suivantes :
12x + y + 16z = 58.0 et x + y/4 - z/2 = 4

Ma réponse:
M = x * M(C) + y * M(H) + z * M(O)
58.0 = 12.0 x +1.0 y + 16.0z
12x+y+16z=58.0

pour la deuxième équation, j'ai quelques petits problèmes ... Comment on peut faire pour démonter que x+y/4-z/2 = 4 ?

faut il ecrire l'equation bilan de la réaction mais après, pourquoi "=4" ?

[titinedu63]

la question 2 b ensuite c'est : En deduire les valeurs de y et z, puis la formule brute de la molécule.

Ma réponse:
En posant un système, à l'aide des équations de la question précedente, on obtient alors y=6 (par substitution)
puis z=1
la formule brute est donc : C3H6O

c'est ca??

la question 3 est: donner les différentes formules développées possibles de cette molécule

[dggchim]

Bonsoir titine,

1) x est un nombre entier. Donc x = 3
C'est correct?? OUI
2a)d'après la définition de la masse molaire pour ton produit
12x + y + 16z = 58.0 avec x=3
x + y/4 - z/2 = 4 voir plus bas
2b)reste à connaitre Y et Z Z=0 ou 1, impossible un chiffre supérieur. Si z= 0 Y= H=22 --> formule C3H22 impossible
Si z= 1Y= H=6 --> formule C3H6O possible -->C3H5OH (alcool)

x + y/4 - z/2 = 4 (je n'ai pas compris immédiatement cette relation) mais 4 est le nombre de mole d'O2 utilisé pour la combustion par mole de ton produit
soit x=3(C qui donne C0) +Y=6(H qui donne H20)-Z(O qui donne 1/2 O2 pour la combustion) = 4 O2

[titinedu63]

Bonsoir dggchim, je te remercie de m'avoir répondu ! c'est très gentil

Par contre, je n'ai pas très bien compri ton raisonnement pour la deuxième équation. depuis que j'ai posté, j'ai terminé l'exercice, il ne me manque plus que cette démonstration...

Mais, là, je bloque vraiment! c'est dur quand meme... ^^

si ca ne te dérange pas, est ce que tu pourrais ré-expliquer ? stp

merci beaucoup

[dggchim]

OK,
j'ai calculé ta combustion pour 1 mole de ton produit en appliquant la règle de 3
donc 0,235g ----> 389cm³
1g 389cm³/0,235
58g(=1mole) 389cm³/0,235 x58 = 96 litres d'O2 soit 4moles
donc pour la combustion de ton produit , tu utilises 4moles d'O2 pour produire 3moles de CO2 et 3moles d'H2O (1mole d'oxygène sous forme O provient de ton produit lui-même, soit 1/2 mole d'O2) ce qui explique le x + y/4 - z/2 = 4 dans la formule. Soit 3+ 1,5-0,5=4

[dggchim]

mauvaise présentation

OK,
j'ai calculé ta combustion pour 1 mole de ton produit en appliquant la règle de 3
donc 0,235g ----> 389cm³
1g -------------->389cm³/0,235
58g(=1mole)-----> 389cm³/0,235 x58 = 96 litres d'O2 soit 4moles

donc pour la combustion de ton produit, tu utilises 4moles d'O2 pour produire 3moles de CO2 et 3moles d'H2O (1mole d'oxygène sous forme O provient de ton produit lui-même, soit 1/2 mole d'O2) ce qui explique le x + y/4 - z/2 = 4 dans la formule. Soit 3+ 1,5-0,5=4

[titinedu63]

ok daccooooord, je comprend mieux. merci

Donc, pour répondre à ma question : c'est à dire démontrer l'équation, je dis ca (en dévelopant un peu plus) ??

[titinedu63]

parce que en fait, l'équation de la réaction c'est :

CxHyOz+(x+y/4-z/2)O2= xCO2+y/2H2O
donc, à ouai ...
oki oki je comprends! x+y/4-z/2 = 4

[titinedu63]

Donc, pour répondre, jpeux donner mon équation équilibrée puis, dire ce que t'as dis en dévelopant les calculs et c'est bon c'est démontrer.!

je me trompe pas??

[dggchim]

oui
Tu dois juste savoir démontrer cette équation: x + y/4 - z/2 = 4
Tu peux aussi mettre x + y/4 = 4 + z/2
Tu équilibres ainsi l'oxygène utilisé pour la combustion avec les atomes à oxyder(ici C et H)

Bonne nuit car je vais dormir

[titinedu63]

oki bonne nuit!
en tout cas c'est super simpa de m'avoir aidé !! merci beaucoup

[titinedu63]

En fait, j'ai encore un souci, c'est que tu te sers des valeurs de y et z. alors que je suis pas censé les avoir calculé encore...

[dggchim]

Car c'est plus facile à expliquer, sinon au départ tu peux trouver l'équation
x + y/4 - z/2 = 4 ou tout est exprimé sous forme de mole d'O2, j'insiste.
ainsi on te donne CxHyOz et tu en déduis les produits:
CxHyOz +w O2 --> xCO2 + Y/2 H2O
1mole d'O2---> donne une mole de CO2
1mole d'O2---> donne 2 moles d'H2O et comme dans H2O il y a 2H, ceci explique le facteur 1/4
1mole O dans CxHyOz correspond à 1/2 mole d'O2 ceci explique le facteur 1/2 et comme il se trouve déjà dans ton produit, il te permet d'économiser de l'O2 d'où le "négatif"
Donc pour construire cette équation il faut au préalable
1)écrire la réaction de combustion et
2) calculer pour obtenir le 4 (moles d'O2)
Un peu de logique, en combinant 1 et 2 te donne l'équation
A+

[titinedu63]

ok merci beaucoup !

Voila ce que j'ai écrit :

1 mole de produit correspond à 58.0 g (car m=n*M = 1*58.0)
Pour la combustion de 0.235g de produit, on utilise 389.10-3 dm3 d'O2.
Pour 1 mole de produit, on utilise (58.0*389.10-3)/0.235 = 96.0 dm3 d'O2.
1dm3 = 1L
On utilise donc pour la combustion d'une mole de produit, 96L d'O2.
n(O2) = V(O2) / Vm = 96.0/24.0 = 4.00 mol
Pour la combustion d'une mole de l'espèce, on utilise 4 moles d'O2.

Or, l'équation de la réaction est la suivante:
CxHyOz + (x+y/4-z/2) ==> x CO2 + y/2 H2O
Et l'on vient de dire que pour la combustion d'une mole de CxHyOz, 4 moles d'O2 sont necessaires. D'où : x+y/4-z/2 = 4

[dggchim]

Bravo

Or, l'équation de la réaction est la suivante:
CxHyOz + (x+y/4-z/2) O2 ==> x CO2 + y/2 H2O

Pour moi c'est parfait