PPM carbone et ppm

[invite74f2b6f6]

Bonjour,

une question me turlupine.
Prenons la réaction de combustion d'un hydrocarbure suivante :
C_xH_y + (x+y/4) O₂ --> x CO₂ + y/2 H₂O
Si la réaction est incomplète et que l'on a assez d'oxygène pour brûler l'hydrocarbure le nombre de moles d'oxygène après réaction sera le suivant :
n_O2out[/IND] = n_O2in - (x+y/4) n_{CxHyconvertis}

Maintenant si l'on résonne en ppmC (ppm carbone) d'hydrocarbure plutôt qu'en ppm d'hydrocarbure, nous avons la relation suivante :
n_CxHy(ppmC) = n_CxHy(ppm)/x
La "nouvelle" relation de combustion s'écrit alors :
CH_y/x + (1+y/4x) O₂ --> CO₂ + y/2x H₂O
Il vient alors :
n_O2out[/IND] = n_O2in - (1+y/4x) n_{CxHyconvertis}(ppmC) = n_O2in - (1+y/4x)/x n_{CxHyconvertis}(ppm)

Voyez-vous, j'ai divisé par x le dernier terme ci-dessus pour "retomber" en ppm mais je ne retombe pas sur la relation plus haut. Pour cela, il faudrait que je multiplie par x. Pourtant c'est impossible puisque comme je l'ai dit plus haut, pour passer de ppm en ppmC, il faut diviser par le nombre de carbone.

Comprenez-vous mon problème de logique ?

Merci de votre aide.
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[invite74f2b6f6]

Je ne vois qu'une seule solution : la fraction molaire ppmC est x fois supérieure à celle en ppm. Pourtant je suis certain d'avoir toujours entendu que c'était une division par x qu'il fallait faire.
Quelqu'un confirme ?

[jeanne08]

J'ai un peu de mal à suivre tes calculs .... et mais il me semble que si tu as n mol d'hydrocarbure CxHy convertis tu as x * n CxHy mol de C convertis ( si tu as 3 mol de C8H18 convertis alors tu as 24 = 3*8 mol de C convertis ) ...
Alors pour ma et ta gouverne ... les ppm sont des ppm de quoi ?

[invite74f2b6f6]

ppmC veut simplement dire qu'il y a tant de ppm par carbone (d'où le divisé par x).

Ce que je ne comprends pas c'est pourquoi je ne trouve pas le même nombre de moles de dioxygène entre les 2 équations de combustion. Où est l'erreur ?
Pourquoi dis-tu que quand j'ai 3 moles de C3H18 convertis j'en ai 24 de CH18/3 qui sont convertis ? Ça n'est pas l'inverse ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[FC05]

De toutes façon, quand il n'y a pas assez de O2, il se forme du CO, voire même du C. Dans les cas les pires, il y a même du H2.
Alors, ton équation de départ, c'est n'importe quoi et le calcul ne sert à rien.

[invite74f2b6f6]

Alors, ton équation de départ, c'est n'importe quoi et le calcul ne sert à rien.

Dans ce cas, comment puis-je connaître le nombre de moles de dioxygène après réaction, en considérant qu'il y en a assez pour que la réaction soit complète ?

[jeanne08]

Je précise ma question : des ppm de C dans quel mélange , dans quoi ?
Par ailleurs je dis que si 3 mol de C8H18 sont converties alors il y a 3*8 mol de C converties ... c'est sùr mais si tu dis que tu convertis 3 mol de C1H18/8 alors tu as 3 mol de C converties ...

Tu devrais peut être changer tes notations :
réaction (1) CxHy + (x+y/4 ) O2 -> ...
réaction (2) CHy/x + ( 1 + y/4x) O2 -> ...
Tu convertis m g de d'hydrocarbure soit n mol de CxHy ou nx mol de CHy/x ( regarde les masses molaires ) avec un excès de O2 donc
réaction 1 : nO2 restant = nO2 entrant - n*(x+y/4)
réaction 2 : nO2 restant = no2 rentrant - nx * (1+y/4x )
c'est bien la même chose ... reste à goupiller ça avec tes ppm ...

[invite74f2b6f6]

Prenons une application numérique.
J'ai 5 moles de C₂H₄ avant réaction.
Donc j'ai 2,5 moles de CH_4/5.
Si je dis qu'après réaction j'ai converti 4 moles de C₂H₄ (donc un taux de conversion de 80%). Et ben pour moi, j'ai converti 2.5*4/5 = 2 moles de CH_4/5 et pas 2*4 = 8 moles comme tu le dis.
Je suis désolé de passer du temps sur un truc mer***** comme ça mais il y a une logique que je ne saisis pas. Je pense que je confonds plusieurs choses.

PS : pour répondre à ta question, disons que le mélange initial est seulement composé d'hydrocarbure et d'air. À la limite ça n'a pas d'importance...

[invite74f2b6f6]

Autre exemple, la richesse d'un mélange carburant est donné par :

avec x_i la fraction molaire de l'espèce i.

réaction (1) CxHy + (x+y/4 ) O2 -> ...
réaction (2) CHy/x + ( 1 + y/4x) O2 -> ...

Dans le 1er cas on aura :

et dans le second :

Or on a dit plus haut que
Regardez, ça ne concorde pas...
Grrr je deviens fou sur un truc de débutant...

[invite74f2b6f6]

Je me suis trompé dans le post précédent, c'était :


et



Or


Nous avons donc :


Où est donc l'erreur dans mon raisonnement svp ?

PS : désolé pour les 3 posts successifs.

[jeanne08]

- Pour moi si tu as 5 moles de C2H4 , alors tu as 10 moles de C ce qui équivaut à 10 moles de CH2 . Avec un taux de conversion de 80 % tu auras converti 8 mol de C ...
- Je regarde d'un peu plus près tes autres posts .... parce qu'il n'est pas évident qu'il faille prendre le problème comme je le prends ...

[invite74f2b6f6]

Pour moi si tu as 5 moles de C2H4 , alors tu as 10 moles de C ce qui équivaut à 10 moles de CH2 . Avec un taux de conversion de 80 % tu auras converti 8 mol de C ...

Ah mais je crois que je viens de comprendre ! En écrivant la réaction
C_xH_y + (x+y/4) O₂ --> x CO₂ + y/2 H₂O
Si tu veux écrire la réaction strictement équivalente en terme de "quantité molaire" (je ne sais pas trop comment l'appeler désolé), tu dois écrire :
x CH_y/x + (x+y/4) O₂ --> x CO₂ + y/2 H₂0

De cette manière on retombe bien sur nos pieds non ? C'est bien ça ?

[invite74f2b6f6]

Ben non en fait ça n'est toujours pas ça...
Si je reprends les notations précédentes :


Olala quelle prise de tête... Je ne sais plus quoi faire !

[invite74f2b6f6]

Oups bug... Si un admin passe par là, qu'il supprime ce post svp.

[invite74f2b6f6]

Suite à de nombreuses tergiversations débiles et inutiles, la réponse était sous mes yeux
Lorsque l'on parle de ppmC, on compte le nombre de moles de carbones :si une mole de C₂H₄, on a 2 moles de carbone. Donc pour connaître le nombre de ppmC, il faut multiplier le nombre de ppm par le nombre de carbone.

Merci à tous