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thermochimie : recyclage du dioxyde de carbone en méthanol

  1. Lucieeeee

    Date d'inscription
    aot 2017
    Messages
    24

    thermochimie : recyclage du dioxyde de carbone en méthanol

    Bonsoir, je bloque sur un exercice au sujet du recyclage du méthanol.
    Je remercie ceux qui sauront m'aider.

    J'ai la réaction suivante : CO2 (g) + 3 H2 (g) = CH3OH (g) + H2O (g)
    On précise les enthalpies standard de formation des constituants.
    J'ai également la constante d'équilibre K0, pour 500 Kelvin.
    On pose a le rapport de la quantité initiale de H2 sur la quantité initiale de CO2.

    J'ai également deux graphiques :
    -la fraction molaire de méthanol * l'équilibre en fonction de a
    -le rendement en méthanol * l'équilibre en fonction de a
    Le but est d'optimiser la synthèse pour avoir le moins de pertes possibles en réactifs.

    1) il faut propose une proportion optimale entre H2 initial et CO2 initiale (le a donc), entre autre en regardant comment simplifier au maximum le recyclage des gaz non transformés.
    Je n'ai aucune idée ! J'ai fais un tableau d'avancement, mais je ne vois pas le rapport entre le rendement et la fraction molaire * l'équilibre ?

    2) pour le degré de liberté j'ai trouvé v=4, mais comme la pression partielle des produits * l'équilibre est identique, ca fait 3.
    Sur quels paramètres intensifs agir pour améliorer la synthèse ? Je pense qu'il faut jouer sur la pression et la température, mais je ne vois pas comment...

    3) pour le a choisi et T=500K, il faut trouver la pression relative pour avoir un rendement de 50%.
    J'ai appliqué la loi d'action de masse en remplacant les activités par pressions partielles /Po, puis les pressions partielles par les fractions molaires x Ptotale ,et enfin les fractions molaires par quantité de matière/quantité totale de gaz.
    Je pensais trouver Xf (avancement) mais ça ne donne rien. Je ne vois l* encore pas le lien entre rendement et fraction molaire.

    Il faut justement ensuite en déduire la fraction molaire en méthanol * l'équilibre.


    Je n'ai pas réussi * faire grand chose dans cet exercice, mais je le trouve intéressant et j'aimerais bien le comprendre...
    Merci ! Lucie

    -----

     


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  2. moco

    Date d'inscription
    fvrier 2004
    Localisation
    Entre Lausanne et Genve, en Suisse
    ge
    80
    Messages
    22 690

    Re : thermochimie : recyclage du dioxyde de carbone en méthanol

    Le rendement et la fraction molaire l'quilibre sont deux faons de dire la mme chose.
    Pour amliorer le rendement il faut comprimer au maximum, en vertu de la loi d'action de masse, puisqu'il y a beaucoup de molcules gauche (3+1=4) et peu droite (1+1=2). Et il faut chauffer au maximum si la raction est endothermique, et bien entendu refroidir au maximum si la raction est exothermique, toujours en vertu du principe de Le Chatelier.
     

  3. Lucieeeee

    Date d'inscription
    aot 2017
    Messages
    24

    Re : thermochimie : recyclage du dioxyde de carbone en méthanol

    Merci pour cette rponse qui m'a permis de comprendre la question 2 ; dans la raction, la pression diminue et le calcul de l'enthalpie standard permet de dire que la raction est exothermique. Il fait donc pour amliorer, augmenter la pression et diminuer la temprature !
     

  4. jeanne08

    Date d'inscription
    mars 2009
    ge
    70
    Messages
    5 265

    Re : thermochimie : recyclage du dioxyde de carbone en méthanol

    On a bien entendu intrt avoir l'quilibre une fraction molaire la plus grande possible pour avoir le maximum de mthanol dans le mlange gazeux l'quilibre. Pour quelle valeur de a a t on ce maximum ( si je comprends bien tu a un graphe qui explique l'influence de a )?
    Pour les facteurs intensifs moto a bien expliqu les choses
    Pour la troisime question : tu fixes a optimal , tu fixes T donc K ... et tu calcules la pression pour avoir un rendement de 50%

    notion de rendement priori : si la raction tait totale on aurait un rendement de 100% ... elle n'est que quilibre donc le rendement est infrieur 100% ...
     

  5. Lucieeeee

    Date d'inscription
    aot 2017
    Messages
    24

    Re : thermochimie : recyclage du dioxyde de carbone en méthanol

    Tout d'abord merci pour la rponse ! Sur le graohique, la fraction molaire maximale est atteintes pour a=3. Seulement le graphique est donn pour la pression 100bars, est ce que cela influe ? Sur le graphique du rendement, lorsque l'on regarde pour =3, cela correspond un minimum de rendement (la courbe fait un V), je ne sais pas si je dois en tenir compte. (Je n'arrive pas a mettre de photo ce n'est pas trs pratique).

    Pour la question 3), il faut donc que je calcule Xf tel que Xf/ Xeq = 0,5 c'est bien a ?
     


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  6. jeanne08

    Date d'inscription
    mars 2009
    ge
    70
    Messages
    5 265

    Re : thermochimie : recyclage du dioxyde de carbone en méthanol

    Je ne suis pas surprise par le fait que c'est pour a = 3 que la fraction molaire en mthanol est la plus grande et ceci est valable quelle que soit la pression ( la valeur numrique de la fraction molaire est diffrente suivant la pression mais P fixe elle est maximale pour a = 3 )
    Par contre le rendement minimal pour a = 3 ?? ... comment est dfini le rendement ? est ce par rapport un des ractifs seulement ? pour quelle valeur de a ce rendement est il maximal ?
     

  7. Lucieeeee

    Date d'inscription
    aot 2017
    Messages
    24

    Re : thermochimie : recyclage du dioxyde de carbone en méthanol

    Le rendement correspondant est de 40%. Je vais garder la valeur 3 je pense, merci pour l'explication sur la pression !
     


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