Question exercice sur les gaz

[Antoinevanla]

Bonsoir,

Je suis en 1ère à l'unif et 1 exercice en chimie me pose fortement de soucis alors que'habituellement ce ne serait pas le cas. Si vous saviez m'aider..

voici l'intitulé:

En absence d'eau, le dioxyde se soufre peut former en présence de dioxigène, du trioxyde de soufre selon l'équation:

2 SO2 (g) + O2 (g) <=> 2 SO3 (g)

Et voici donc les questions me posant soucis:

a) on introduit dans un ballon à 27°c, du SO2 (g) et du 02 (g) dont les pressions partielles valent 3 atm et 1 atm. Lorsque l'équilibre est atteint, la pression totale dans le ballon vaut 3,75 atm. Déterminez la valeur de Kp à 27°C. (La réponse finale est 0,053)

b) Dans un ballon de 2L à 27°C, on introduit 6,5g de SO3, 1,3g de 02, et 10,5g de SO2. Dans quel sens évoluera l'équilibre? Justifiez.

Voilà, votre aide me serait très précieuse!! Merci beaucoup
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[moco]

Bonsoir,
S'il y a 3 atm de SO2, et 1 atm. de O2 au début. On suppose que x atm. de O2 est consommé, et donc que 2x atm. de SO2 est aussi consommé. Et il se forme 2x atm. de SO3. Le total de toutes ces pressions vaut :
3-2x + 1-x + 2x = 3.75. Donc x = 4 - 3.75 = 0.25.
Tu as maintenant de quoi calculer les pressions finales de tous tes composés, donc de calculer la constante Kp. Vas-y !

[Antoinevanla]

Bonjour,
Merci pour votre réponse, j'obtiens a présent la bonne réponse.
Par contre pour le b)
Je calcule le nombre de moles de O2 et de 2SO2 (0.0406moles et 0.1638 moles). Je remarque donc que O2 est le limitant.

Donc pour calculer les pressions j'utilise
P=(n.RT)/2

Et j'obtiens en Kp=PO2 puisque SO2^2 Et SO3^2 s'annulent. Donc Kp=(0.0406.0,081.300)/2=0,4932.

Est ce bien ça ?

Merci d'avance

[moco]

Bonjour,
Je ne comprends pas bien votre calcul.
Primo vous connaissez la valeur de Kp, car vous venez de le calculer au §1. D'autre part, Kp n'est pas égal à P(O2), car SO2 et SO3 ne s'annulent pas. Ils ne sont pas égaux.
Secundo personne ne vous permet de penser que O2 est le réactif limitant, puisque nous sommes dans un équilibre. Il n'y a jamais de réactif limitant dans un équilibre.
Trtio, on ne calcule pas le nombre de moles de 2 quelque chose, mais le nombre de moles de telle ou telle substance.
Ce que vous devez faire, c'est de calculer le nombre de moles de chaque constituant initial (ce que vous avez fait) puis de supposer que x moles O2 est consommé, donc il restera 0.164 - 2x mole de SO2, 0.0406 - x moles de O2, puis 0.081 + 2x moles de SO3.
Vous en tirez les 3 pressions partielles correspondantes. Et vous les introduisez dans l'expression littérale de Kp que vous égalez à la valeur numérique connue. Cela vous donnera une équation du 3ème degré, qu'il faudra résoudre. Cela ne va pas être facile.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Antoinevanla]

Excusez moi je me suis effectivement mal exprimé. Je ne cherchais pas le Kp(car je le connaissais déjà) Mais le Qp.

[Antoinevanla]

J'avais effectivement essayé de faire ce que vous venez de dire mais étant donné que l'on a une équation du 3e degré cela me paraissait étrange. Cependant en calculant uniquement la pression de O2 je remarque avoir la bonne réponse pour le Qp, ce qui est bizarre. Étant donné que le Qp est plus grand que le Kp, je sais donc conclure que l'équilibre va être favorisé vers les réactifs ?

[moco]

Bonjour,
Dans mon message précédent (10 h 45), j'ai supposé que la réaction consommait SO2, où x désignait la quantité de O2 consommée. Mais l'hypothèse est peut-être fausse. x peut être positif ou négatif.
Si vous êtes capable de résoudre cette équation du 3ème degré, ils e peut que vous trouviez une solution de x qui soit négative. Si c'est le cas, il faut admettre que la réaction marche en sens inverse, et qu'elle consomme SO3. Cela ne change rien à la valeur des calculs effectués.

[jeanne08]

A propos de la question b:

Tu connais Kp. On t'explique que l'on mélange dans un volume connu des quantités de chaque gaz ... tu peux calculer les pressions partielles initiales de chaque gaz ( vérifie bien tes nombres de mol ... ) en atmosphère. Tu calcules alors Qp (initial) et tu le compare à Kp et tu conclus dans quel sens va évoluer la réaction. C'est tout ce que l'on te demande. Il n'y a pas d'équation du troisième degré à résoudre pour cela . On ne te demande pas les quantités à la fin de l'évolution ( là on doit résoudre une équation de degré3 )mais simplement le sens d'évolution.

[Antoinevanla]

Merci pour vos réponses. C'est bien ce que j'avais compris, le sens de l'énoncé est compris. Ce dont où j'ai du mal est pour calculer la valeur de Qp.

Je sais que les pressions partielles de SO2 et O2 valent 3 atm et 1 atm. Je calcule donc le nombre de moles de So3 et j'obtiens 0,168 moles. Ensuite je calcule la pression avec P=(n.R.T)/V=2,01474

Ensuite j'ai toutes les données pour calculer Qp. C'est bien cela ?

[jeanne08]

Pour la question a moco t'a donné une méthode. Je vais t'en donner une autre plus longue mais peut être plus facile à comprendre pour un débutant ...Tu appelles nSO2 le nombre de mol de SO2 mise au départ. Ce nSO2 s'exprime en fonction de P= 3 atmosphère , le volume V du recopient et la température T : nSO2 = 3 V/RT. De même tu calcules le nombre de O2 au départ n02 = 1 V/RT. Après réaction il y a 2x mol de SO3 , nSO2 - 2x mol de SO2 et NO2 -x mol de O2 donc nSO2 +nO2 -x mol de gaz au total pour une pression de 3,75 atmosphère donc nO2 +nSO2 -x = 3,75 V/RT donc x = 0,25 V /RT
Tu calcules alors chaque pression partielle à l'équilibre ( par exemple PSO2 eq = (nSO2-2x ) RT/V ... tu vas voir que les RT/V s'en vont et tu vas trouver PSO2 eq = 2,5 atmosphère ... ). Il ne te reste plus qu'à calculer Kp