volume occupé par molecule

[invite3fb88a1e]

Bonjour, je suis géologue et nul en chimie.
J'ai besoin de votre aide.

Je cherche à connaître l'encombrement de molécules (le volume théorique en fait) :

CO2
CH4
N2

le N2 est simple (je pense), j'ai lu sur wikipedia que la longueur de la molecule etait de 109.76pm. je sais aussi que le rayon de l'atome N est 65pm. Je modélise tout ça dans un tube et hop.

CO2 : pour la longueur, puis-je utiliser :
L = 2*diametre de O + diametre de C + 2*liaison C=O ?
combien vaut C=O ?

CH4 : est ce que chaque C-H a la meme valeur ?

Merci
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[smida]

bonjour,

il s'agit des gas, donc c'est un volume molaire qui intervient!

1mol occupe 22,4 L de gas dans l'espace.


cordialement.

[invite3fb88a1e]

c'est valable à n'importe quelle température ?

[invite9e044148]

Non, cette valeure est valable seulement dans les CNTP. Elle atteint 24L/mol à 20°C

[A voir en vidéo sur Futura]

[invited7fcc952]

Ouille, non, résonne en premiere approche considere que tu as un gaz parfait, et utilise la loi des gazs parfait (vue en seconde je crois):
PV=nRT
avec P et T la pression et température de ton volume ( V) en m cube, et R la constante des gazs parfait: 8.314 Unité SI, donc le volume d'une mole est égale à RT/P et dans les conditions standard, tu retombera sur la valeur de 0.0224m cube/mol (dans l'espace???!!!??? pression nul.....) sur terre bien evidement.
Si tu veux pour une molécule divise par le nombre d'avogadro.
ensuit si tu veux plus complexe, puisuqe le gazs n'est pas parfaitement parfait, attaque toi à des gazs réels et modèle de van der waals:
un petit lien, que je n'ai pas eu bien le temps de regarder mais qui a l'air pas trop mal:
http://www-ipst.u-strasbg.fr/cours/t...ique/gaz-p.htm
j'espere t'avoir aidé, mais ne résonne surtout pas par rapport aux volume d'une molécule, puisque dans tous gazs qui se respecte, la distance entre molécule est largment supérieur ( au moins une centaine de fois) à la taille des molécules...)

[moco]

La contribution de Smida ne sert à rien dans ton cas. Le calcul basé sur la loi de gaz parfaits qu'il cite ne permet pas de donner le volume propre d'une molécule, mais il donne le volume moyen disponible à une molécule dans un gaz. Ce volume moyen est 1000 fois plus grand que le volume d'une molécule. Et de plus, il varie avec la température et la pression.
Tandis que toi, tu cherches le volume propre d'une molécule.C'est autre chose.
Je vais reprendre tes suggestions.
Tu commences avec N₂ dont tu cites quelques paramètres. Mais tu finis par une pirouette en disant : "Je modélise tout cela dans un tube et hop !"
Plus clair tu meurs ... On aimerait bien savoir ce que tu entends par ce "hop" !
Pour CH₄, il faut partir de l'idée que les 4 liaisons C-H sont identiques.
Pour CO₂, le volume peut en effet être conçu comme la somme des volumes atomiques, en admettant que les liaisons et autres électrons ne prennent pas de place supplémentaire.

[invited7fcc952]

Le problème c'est qu'est ce que tu étudie, en fait, est ce un gaz ou un liquide???
pasque ca change tous.... le volume "qu'occupe" une molécule de gaz et 1000 fois supérieur ( pour reprendre les chiffres de moco....) à celui qu'occuperai la meme molécule à l'état liquide.En tous cas pr metre cube tu trouvera 1000 fois moins d'entités....

[cicindelle]

Je précise pour monsierP4 que chaque molécule a un volume propre différent d'un autre molécule gazeuse. Volume très faible que personne ne connait de tête et qui a peut d'interêt pour le commun des mortels

Par contre pour les gaz, les 22,4 l sont le volume moyen occupé par le mouvement des molécules.
Plus tu chauffe, plus les molécules bougent et occupent d'espace.
Plus tu met de molécules et plus l'espace nécessaire à leur mouvement est important.
Inversement plus la pression est importante, plus les molécules vont être serrées les unes contre les autres, et plus le volume sera faible.
Cela se résume par
avec une constante en plus.
soit

Donc le volume par molécule est :

Si tu prend la température choisit comme strandard que j'ai oublié, ainsi qu'un pression standard tu obtient les 22,4 l pour une mole.
Donc apprend la formule. Ne retiens pas toutes les valeurs à toutes les températures et pressions !

[invite3fb88a1e]

oui lol ce "hop" était peut-être exagéré, mais c'était pour moi la seule évidence dans ce débat.
Sachant que la molécule de CO2 est linéaire, je me suis dit que l'on pouvait (grossierement) simplifier le calcul du volume total de la molecule en imaginant un tube de longueur L égale à la somme des diamètres des atomes + la somme des longueurs des liaisons covalentes et de section s égale au diamètre du plus "gros" des deux atomes.
Ce calcul fut ainsi résumé en HOP. )

[invite3fb88a1e]

Pour vous éclairer tous dans ce problème, considérez que j'utilisais CO2 et N2 dans mon labo pour déterminer des volumes de porosités dans un matériau.
Je pensais que, par sa forme, le CO2 pouvait explorer des porosités plus petites que le N2. On m'a récemment dit que non et que mes mesures de microporosité au CO2 n'étaient pas justes et qu'elles devraient etre faites a N2.
Voilà pourquoi, n'y connaissant pas grand chose en chimie, je me suis mis à vouloir calculer l'encombrement de N2 et CO2 pour comparer.
Au passage, je me suis demandé quel volume occupe CH4 dont je me sers également (mais pas pour des mesures de porosités).

(je déconnecte et ne pourrai vous répondre avant jeudi matin). Merci pour vos réponses rapides.

[cicindelle]

On a été nombreux a répondre en même temps !! J'ai été le plus lent LOL!

[cicindelle]

Il est clair que la molécule de CO2 est un dipole contrairement à N2 qui a une charge homogène.
Ca élimine les problème de répulsion éléctrostatique. Je vois que ça.
Cela dit C O et N ont engros des tailles voisines. Donc la forme géometrique doit l'emporter ainsi que le nombre de molécules sur la taille de chaque atome.

[cicindelle]

En plus une autre idée me vient : la porosité est une mesure statistique.
Donc comme chaque molécule doit être animée de mouvements de rotation, le coté linéaire ne doit pas entrer en ligne de compte. Statistiquement une molécule ne doit pas se présenter souvent avec un vecteur vitesse et une position en ce qui concerne la rotation, qui soit compatible avec la traversée d'un"trou".
Pas très scientifique mon raisonnement ! lol