besoin d'aide : equilibre de reaction

[invite82aa4b0a]

bonjours,

je n'arrive pas a faire un exercice, il y a quelques choses que je ne comprnd pas bien a mon avis, docn si quelqu'un pouvais m'expliqué, ca serais vraiment super sympa.

je ne vais aps mettre ce que j'ai déja obtenu comme résultat, pcq j'ai déja essayé de faire 20fois cette exercice et j'ai a chaque fois une réponse differente.

l'énnoncé :

réaction C2H6 <-> H2 + C2H4 (tout est gazeux)
Delta G° = 22Kj/mol a 900K

la composition initiale est de 20 moles de C2H6(g) et de 80Moles de N2(g) (gaz inerte). La pression totale est maintenue a 0.5bar. Quelle est la composition fnale a l'équilibre chimique en fraction molaire.

merci d'avance
-----

[invite8241b23e]

deltaG = deltaG° + RTln(K) et à l'équilibre, deltaG = 0

tu peux finir, maitenant, sachant cela ?

[invite094366ea]

Bon procédons par ordre!
tu as une formule qui relie la constant d 'équilibre et le delta G° de la réaction. tu as donc une valeur de ta constant d équilibre a cette température.
Ensuite tu peux ecrire la constant d équilibre en parlant en fugacité (tu fois c est quoi?) et tu peux ensuite transformer les fugacité en fraction molaire!!
Tu as donc K=(1/Ptot)*((Y H2*Y C2H4)/Y C2H6) ok?
tu fais ton petit tableau av tes 3 constituants aves le nombre de mole initial et tu introduis ta valeur d avancement x par exemple. tu peux alors écrire les fraction molaire (Y) en fonction de x pour chaque constituant. ok?
Tu résous alors une équation du secon degré en x et tu trouve ta valeur d avancement qui es le nombre de mole a l équilibre et tu sais ensuite trouver les fractions molaires! (attention a tes unités)

Voici mes réponses: K=0.0528
x=3.187
y C2H6=0.725
y C2H4=y H2=0.1374

voila hésite pas a poser des questions ou ca cale!

[invite094366ea]

J ai oublié de dire que mes réponses sont surment légèrement approximatives car je n ai pas tenu compte des coeff de fugacité... pas envie de chercher après!lol

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite82aa4b0a]

je en sais aps c'est quoi les coefficient de fugacité, on as pas appris ca...
(donc a mon avis, il doit y avoir moyen de faire sans)

y c'est quoi?

la pression partielle? la concentration?

[invite82aa4b0a]

benjy star :

oui c'est comme ca que j'ai fait...
mais j'ai des probleme a cause de la pression qui dois rester a 0.5bar

et en faite, mon prof m'as dis d'utiliser la formule : K = exp(-delta G/RT) = pC2H4 pH2/pC2H6

c'est possible?

peux tu me donenr une réposne numérique que je compare?

moi j'ai xH2 = xC2H4 = 0.075
xC2H6 = 0.05

où xA est le nombre de mole de A divisé par le nombre de mole totale

[invite094366ea]

oui c est bein ca la formule!! mais tu dois normalement savoir que pC2H4=Ptot*y C2H4 et y est la fraction molaire du constituant!! donc tu remplace pour cahque constituant!!
Et les fraction molaires tu peux les écrire sous forme de degré d avancement....

[invite82aa4b0a]

donc j'ai... 6 moles de C2H6
7.5 moles de H2 et de C2H4
et 80 mole de N2?

tu obtient la meme chose?

[invite9c9b9968]

J ai oublié de dire que mes réponses sont surment légèrement approximatives car je n ai pas tenu compte des coeff de fugacité... pas envie de chercher après!lol

salut,

vu l'énoncé de l'exercice, je doute que la fugacité intervienne, il faudrait un tableau de valeur pour pouvoir l'exploiter

Ici les gaz sont gentiments parfaits et suivent la loi de dalton

[invite82aa4b0a]

qui c'est qui me donne une réponse numérique, et qui me dis si mes reponses sont bonne?

pcq je n'ai pas utilisé le faite que P = 0.5bar

et ca me semble tres byzare

[invite9c9b9968]

j'obtient, après calculs, à l'équilibre,

x(N2) = 0,71
x(H2) = x(C2H4) = 0,1
x(C2H6) = 0,09

Donc en mol ça donne
n(N2) = 80
n(H2) = n(C2H4) = 10,5
n(C2H6) = 9,5

à peu près

[invite82aa4b0a]

je n'arrive pas a le faire :

a t = 0 :

pN2 = 0.4
pC4H6 = 0.1
pH2 = 0
pC2H4 = 0

a t =equilibre
pN2 = Y
pC4H6 = 0.1 - X
pH2 = X
pC2H4 = X

Kp = exp(-deltaG/RT)
(X² / (0.1-X) ) = exp(-deltaG/RT)
-> X = 0.0508
pC4H6 = 0.049
pH2 = 0.0508
pC2H4 = 0.0508

0.1-X+2X+Y = 0.5
0.1+X+Y = 0.5
pN2 = Y = 0.349

[] = n/V = P/RT
-> [C4H6] = 0.00066
ect...

pi = Xi * P
Xi = pi/P

xN2 = 0.698
xC4H6 = 0.098
xH2 = xC2H4 = 0.1016

Xi = ni/N
N = ni/Xi

nN2 = 80moles
N = 114.6

->
nC4H6 = 11.23
nH2 = nC2H4 = 11.64

Où est la faute?

[invite9c9b9968]

salut,

je t'avoue que je n'ai pas le courage de comparer tes calculs et les miens (qui sont peut-être faux d'ailleurs...)

Mais je ne suis pas très chaud pour faire ta méthode qui consiste à raisonner directement en pression partielle. Je suis passé à la variable de de Donder (ie l'avancement de la réaction) que j'ai calculé pour faire la suite.

Pour info, mon avancement est n(H2), donc il vaut 10,52 (~ 10,5)

Ensuite j'ai dit que ntot = n0(C2H6) + zeta + n0(N2), puis j'ai tout calculé avec ces données.

[invite82aa4b0a]

je peux te faire chié, en te demandant de me mettre tes calcul?

ca serais super sympa en tt cas

[moco]

Moi je commence par calculer K, via : deltaG° = RT lnK.
Je trouve K = 18.92.
Je calcule le volume initial Vo = nRT/P = 100 8.314 900/0.5 10^5 = 14.965 m3
Je pose ensuite les pressions partielles finales en utilisant P = nRT/V
cela donne, s'il se forme x mole de H2 :
P(N2) = 80 RT/V
P(H2) = P(C2H4) = x RT/V
P(C2H6) = (20-x) RT/V

P(tot ) = (100 + x) RT/V
Or V = Vo(1 + 0.01 x)

K = P(H2) P(C2H4)/P(C2H6) = x2 (RT/V)2 / (20 - x) RT/V =
= x2 RT/[V(20 - x)] = x2 RT/[Vo(1 + 0.01x)(20 - x)] = 18.92

18,92 [14.965(1 + 0.01 x)(20 - x)] = x2 8.314 900
283 (20 + 0.2 x - x - 0.01 x2) = 7482.6 x2
(20 - 0.8 x - 0.01 x2) = 26.44 x2
26.45 x2 + 0.8 x - 20 = 0
C'est une équation du 2ème degré.
b2 - 4ac = 0.64 + 80 26.45 = 2116 ---> racine = 46
x = (-0.8 + 46)/(2 26.45) = 0.00962

Tu as à la fin 19.9904 mole de C2H6, et 0.00962 mole de H2 et de C2H4

[invite9c9b9968]

ça commence très mal, car on a plutôt

[invite9c9b9968]

bon j'ai après calculs et des brouettes (nota bene : je sais que ce n'est pas significatif comme nombre de chiffres, mais tant pis)

Je note x l'avancement de la réaction
n0 : nombre de moles initial en C2H6
n0' : pareil, mais en N2

J'ai ntot = (n0-x) + 2 * x + n0'

On a avec P0 pression de référence (= 1 bar)

Ayant (mélange idéal de gaz parfaits) on a alors

on trouve alors x=10,522851...

Je note maintenant les fractions molaires, on a
donc on a les résultats que j'ai donné pour les fractions molaires.

Voilà

@+

julien

EDIT : bon là il faut que je parte, je ne pourrais donc plus te répondre avant demain. Passe une bonne soirée

[invite094366ea]

salut,

vu l'énoncé de l'exercice, je doute que la fugacité intervienne, il faudrait un tableau de valeur pour pouvoir l'exploiter

Ici les gaz sont gentiments parfaits et suivent la loi de dalton

gentillement parfait a 49atm et 900K????????????

[invite094366ea]

bon j'ai après calculs et des brouettes (nota bene : je sais que ce n'est pas significatif comme nombre de chiffres, mais tant pis)

Je note x l'avancement de la réaction
n0 : nombre de moles initial en C2H6
n0' : pareil, mais en N2

J'ai ntot = (n0-x) + 2 * x + n0'

On a avec P0 pression de référence (= 1 bar)

Ayant (mélange idéal de gaz parfaits) on a alors

on trouve alors x=10,522851...

Je note maintenant les fractions molaires, on a
donc on a les résultats que j'ai donné pour les fractions molaires.

Voilà

@+

julien

EDIT : bon là il faut que je parte, je ne pourrais donc plus te répondre avant demain. Passe une bonne soirée

Pour la pression totale tu la prends en quelle unité??
que ce que le N2 a avoir la dedans??
a+

[invite82aa4b0a]

oui, ton calcul me semble en effet correcte...
mais le mien aussi en verité

VIVE LA CHIMIE lol

merci beaucoup en tout cas

[invite094366ea]

oui, ton calcul me semble en effet correcte...
mais le mien aussi en verité

VIVE LA CHIMIE lol

merci beaucoup en tout cas

si tu parles de la réponse de 09Jul85 ca me parrait très suspect car quand il dit pression de référence ca doit etre en atmosphère et pas en bar!!!!

[invite9c9b9968]

gentillement parfait a 49atm et 900K????????????

L'énoncé de l'exercice ne fait pas appel à la fugacité (je le dis, je le répète : si c'était le cas, un tableau de valeur aurait été donné !) donc ce n'est sûrement pas à l'étudiant d'y faire référence. Tout au plus peut-il conclure l'exercice en faisant remarquer que tous les calculs ici présents sont approximatifs, car ne tenant pas compte du caractère fortement non parfaits (je te l'accorde, c'est vrai) des gaz en présence.

si tu parles de la réponse de 09Jul85 ca me parrait très suspect car quand il dit pression de référence ca doit etre en atmosphère et pas en bar!!!!

La pression de référence est bien en bar, va revoir ton cours


Sinon, j'ai pris en compte le N2 parce que c'est un gaz et qu'il participe au calcul de la pression totale, mais effectivement peut-être ne doit-on pas le prendre en compte.

amicalement,

Julien

[invite094366ea]

L'énoncé de l'exercice ne fait pas appel à la fugacité (je le dis, je le répète : si c'était le cas, un tableau de valeur aurait été donné !) donc ce n'est sûrement pas à l'étudiant d'y faire référence. Tout au plus peut-il conclure l'exercice en faisant remarquer que tous les calculs ici présents sont approximatifs, car ne tenant pas compte du caractère fortement non parfaits (je te l'accorde, c'est vrai) des gaz en présence.



La pression de référence est bien en bar, va revoir ton cours


Sinon, j'ai pris en compte le N2 parce que c'est un gaz et qu'il participe au calcul de la pression totale, mais effectivement peut-être ne doit-on pas le prendre en compte.

amicalement,

Julien

on est bein d accord pour le caractère imparfait!!

pour l unité de la pression c' est bein en atmosphère!!
car la vraie formule de la constant d équilibre est en rapport de fugacité (f/f°) (meme si on en parle pas ici)! La fugacité standart étant de 1atm par définition, il faut exprimer la pression totale en atmosphère pour pour les simplifier!!!

pour le N2 le problème est que sont nombre de mole ne varie pas ors de la réaction!! je suppose donc qu il est juste la pour que le milieu soit inerte ou pour une autre raison industrielle!!

voila

[invite82aa4b0a]

oui

julien c'est nikel je pense....

[invite094366ea]

non car je suis persoidé que c'est en atmosphère!

[invite094366ea]

X=6.218
yC2H6=0.5256
yC2H4=yH2=0.2371

[invite82aa4b0a]

de tte facon, entre atmosphere et bar...
y a pas une grande différence...

je pense que le N2 est la, simplement pour qu'on tombe ds le piege :
nombre de mole cst -> concentration cst
un bo gros piege bien grotesque ca fait jamais de mal

pour le reste, je en fais aps des études de chimie, et c'est un cours de 4h semaine seulement, donc il ne faut pas trop se prendre la tete...

merci a vous

[invite094366ea]

ok tu mets quoi comme réponse??
tu nous tiendras au courant de la solution!!
a+

[moco]

09Jul85 me fait remarquer que j'ai fait une faute de signe au début de mes calculs. Il a raison. Je refais donc mes calculs.

On trouve : deltaG° = - RT lnK (J'avais oublié le signe moins)
Je trouve K = 1/18.92 = 0.05285
Je calcule le volume initial Vo = nRT/P = 100 8.314 900/0.5 10^5 = 14.965 m3
Je pose ensuite les pressions partielles finales en utilisant P = nRT/V
cela donne, s'il se forme x mole de H2 :
P(N2) = 80 RT/V
P(H2) = P(C2H4) = x RT/V
P(C2H6) = (20-x) RT/V

P(tot ) = (100 + x) RT/V
Or V = Vo(1 + 0.01 x)

K = P(H2) P(C2H4)/P(C2H6) = x2 (RT/V)2 / (20 - x) RT/V =
= x2 RT/[V(20 - x)] = x2 RT/[Vo(1 + 0.01x)(20 - x)] = 0.05285

Avec Vo = 14.965 et T = 900 K, on trouve :
0.05285 [14.965(1 + 0.01 x)(20 - x)] = x2 8.314 900

0.79 (20 + 0.2 x - x - 0.01 x2) = 7482.6 x2
(20 - 0.8 x - 0.01 x2) = 9461 x2
9461 x2 + 0.8 x - 20 = 0
C'est une équation du 2ème degré.
b2 - 4ac = 0.64 + 80 9461 = 756870 ---> racine = 870
x = (-0.8 + 870)/(2 26.45) = 16.44

Tu as à la fin 3.56 mole de C2H6, et 16.44 mole de H2 et de C2H4

*

[invite9c9b9968]

non car je suis persoidé que c'est en atmosphère!

non, regarde :

http://www.uel-pcsm.education.fr/con...e/blexique.htm

ou encore

http://culturesciences.chimie.ens.fr...actionDef.html

mais bon, c'est juste une question de déf, on va pas se battre là-dessus