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Chimie : conductimétrie, avancement



  1. #1
    Olive75

    Chimie : conductimétrie, avancement


    ------

    Bonjour, alors voila je suis plongé dans un long DM de chimie de trois pages et la dernière question d'un des exos me chagrine étant donné que je n'y arrive pas du tout...

    Je vous épargnerais toutes les questions précédentes et je vais venir directement aux faits tout en essayant de vous donner les données nécessaires...

    Sujet :

    Dans le cadre d'un projet pluridisciplinaire sur le thème de la spéléologie, des élèves de terminale doivent faire l'exploration d'une grotte où ils risquent de rencontrer des nappes de dioxydes de carbone CO2. A teneur élevée, ce gaz peut entraîner des évanouissements et même la mort, le dioxyde de carbone est formé par action des eaux de ruissellement acides sur le carbonate de calcium CaCO3 présent dans les roches calcaires. Le professeur de chimie leur propose d'étudier cette réaction (youpi).

    Données :
    Température du labo : 25°C = 298 K
    Pression atmosphérique : 1,020*10^-5 Pa
    Densité des gaz par rapport à l'air : d=M/29

    Annexes :
    -> tableau du volume de dioxyde de carbone
    -> courbe de l'avancement x en fonction du temps

    Dans un ballon, on réalise la réaction entre le carbonate de calcium et l'acide chlorhydrique (H3O+ + Cl-). Le dioxyde de carbone formé est recueilli par déplacement d'eau dans une éprouvette graduée.
    Un élève verse dans le ballon un Volume Vs = 100 mL d'acide chlorhydrique à 0,10 mol.L-1. A la date t = 0s, il introduit rapidement dans le ballon 2g de carbonate de calcium, tandis qu'un camarde déclenche le chronomètre. Les élèves relèvent les valeurs du volume de dioxyde de carbone dégagé en fonction du temps. Elles sont reportées dans le tableau ci-après. La pression du gaz est égale à la pression atmosphérique.

    1° calculer la densité par rapport à l'air du dioxyde de carbone.
    => Ça c'est fait

    2° Déterminer les quantités de matières initiales de chacun des réactifs.
    => Ça c'est fait


    Dresser le tableau d'avancement de la réaction, en déduire xmax et le réactif limitant.
    => Ça c'est fait


    - Exprimer l'avancement c de la réaction à une date t en fonction du VCO2, T, P et R (PV = nRT). Calculer sa valeur numérique à t = 20s.
    => Ça c'est fait

    - Calculer le volume maximal de gaz susceptible d'être recueilli dans les conditions de l'expérience.
    => Ça c'est fait


    Les élèves ont calculé les valeurs de l'avancement x et reporté les résultat sur le graphe donné en annexe.

    - Donner l'expression de la vitesse volumique en fonction de l'avancement x et du volume de la solution. Comme varie la vitesse, justifier.
    => Ça c'est fait

    - Définir le temps de demi réaction t1/2. Déterminer graphiquement sa valeur sur l'annexe.
    => Ça c'est fait


    La température de la grotte qui doit être explorée par les élèves est inférieur à 25°C

    - Quel est l'effet de cet abaissement de températures sur la vitesse volumique de la réaction à la date t=0s ?
    => Ça c'est fait

    - Tracer sur l'annexe l'allure de l'évolution de l'avancement en fonction du temps dans ce cas.
    => Ça c'est fait


    La réaction précédente peut être suivie en mesurant la conductivité de la solution en fonction du temps.

    - Faire l'inventaire des ions présents dans les solutions. Quel est l'ion spectateur dont la concentration ne varie pas ?
    => Ça c'est fait

    - On observe expérimentalement une diminution de la conductivité. Justifier sans calcul ce résultat, connaissant les valeurs de conductivités molaires des ions à 25°C :

    # (H3O+) = 35,0 mS.m².mol-1
    # (Ca2+) = 35,0 mS.m².mol-1
    # (Cl-) = 35,0 mS.m².mol-1

    => ça c'est fait

    - Calculer la conductivité de la solution à l'instant de date t = 0s.
    => Ça c'est fait



    ############################## ############################## ############
    et enfin voici la question sur laquelle je bute :

    Montrer que la conductivité est liée à l'avancement x par la relation :

    = 4,25 - 580 x
    ############################## ############################## ############

    Merci d'avance de vos réponses.
    Si vous avez besoin d'infos sur ce que j'ai déjà trouvé, n'hésitez pas.

    -----

  2. Publicité
  3. #2
    lft123

    Re : Chimie : conductimétrie, avancement

    Ben, je pense que si tu traces la courbe conductivité en fonction de l'avancement et l'équation de la droite devrait être 4.25-580x

    @+

  4. #3
    Olive75

    Re : Chimie : conductimétrie, avancement

    Ok, mais comment tracer cette droite avec les données que j'ai ?

  5. #4
    lft123

    Re : Chimie : conductimétrie, avancement

    Tu as la conductivité à t=0s
    et l'avancement à t = 20s.

    De plus tu sais calculer l'avancement pour un t choisi.

    Connaissant l'avancement càd les espéces chimiques présentes et leur concentrations tu peux calculer la conductivité à un t choisi.

    Avec 3-4 points ce devrait être suffisant

    @+

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    Olive75

    Re : Chimie : conductimétrie, avancement

    Merci, je vais chercher dans cette voie, en cas de soucis je reviens.
    Encore merci!

  8. #6
    nabotdechimie

    Re : Chimie : conductimétrie, avancement

    Je trouve que H3O+ est le limitant ==>

    c=n(CO2)formé/n(CO2)max = n(CO2)formé/n(H3O+)initial

    n = P.V/(R.T)

    ==> c = P.V/(n(H3O+)initial.R.T)
    = 102000/(0,01*8,314*298) * V
    c = 4167 * V !!!! V en m^3, pas en litres.

    A t=0, on a 0,01 mol de H3O+, autant de Cl- et 0,02 mol de Ca2+

    A t=0, conduc = somme des conduc des ions en solution soit [H3O+]*conduc molaire(H3O+) + ...

    = 0,14mS.m^-2

    quand la moitié de l'acide a réagit :
    x = 0,5
    conduc = 0,1225mS.m^-2

    je trouve une pente de -0,035 soit une équation de la droite conduc = 0,14 - 0,035x.

    Il y a certainement un problème dans mes calculs, mais l'équation que tu proposes me semble assez bizzare aussi, car x varie de 0 à 1 donc la conductivité, daprès ta droite, devrait varier de 4,25 à -575,75 !!!!!

    plutôt bizzare!
    Aucune question n'est idiote, seules les réponses peuvent l'être. N'hésitez pas ;-)

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  10. #7
    puisea

    Re : Chimie : conductimétrie, avancement



    J'ai cet exercice à faire et je bute également sur cette question, voila ci-dessus la courbe de l'avancement x en fct du temps. cela est donc logique que la valeur calculée par nabotdechimie varie puisque la représentation graphique de l'avancement est une courbe.

    merci d'avance

  11. #8
    nabotdechimie

    Re : Chimie : conductimétrie, avancement

    Premièrement, mon expression de la variation de conductivité est fausse ( facteur 2 ), désolé.

    D'autre part, si le x max est 5*10^-3 on obtient à t(infini) une conductivité de 1,35. Mais je ne vois toujours pas comment on arrive à une valeur initiale de 4,25 et d'ailleurs en quelle unité??
    Aucune question n'est idiote, seules les réponses peuvent l'être. N'hésitez pas ;-)

  12. #9
    puisea

    Re : Chimie : conductimétrie, avancement

    Pour les 4,25 c'est facile c'est la conductivité à t=0s où tu as fait une erreur, car à ce moment il n'y a pas encore de Ca2+ donc il faut prendre en compte uniquement H3O+ et Cl- aux quantités indiquées au début de l'ennoncé et on trouve bien 4,25, mais c'est vraiment les 580 x que je ne trouve pas...

    merci d'avance

  13. #10
    puisea

    Re : Chimie : conductimétrie, avancement

    Personne n'a une idée :?

  14. #11
    puisea

    Re : Chimie : conductimétrie, avancement

    Je me permets de refaire monter ce message :?

  15. #12
    yulka

    Re : Chimie : conductimétrie, avancement

    Salut voilà moi j'ai un problème, j'ai le meme devoir à faire mais je suis très nulle j'arrive pas à repondre à la question 4, on peut calculer l'avancement à n'importe quel temps t, ben je ne sais pas comment faire, alors je demande votre aide, merci.

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  17. #13
    ulije

    Re : Chimie : conductimétrie, avancement

    cet exercice est dans l'annabac 2006 de chimie si sa peut vous aider bon courage

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