Explication Correction Exercice Cinétique Chimique...

[john616]

Bonjour,

j'ai besoin d'aide pour une correction d'un exo :::

N₂O₅ se decompose en gaz pour former du NO₂ et du O₂.La réaction est du premier odre pour N₂O₅ et a un temps de demie vie, t_1/2=2.81h à 25°C.Si 1.5L de la réaction initiale contient du N₂O₅ à 745 torr et à 25°C., quel pression partielle du O₂ sera présente dans le contenant apres 215mn?


Je ne comprends pas quand ils font la soustraction des concentrations et qu'ils multiplie par 1/2 d'O₂....Y a til une autre méthode plus facile à comprendre...?


Merci de votre aide,


Jonathan
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[jeanne08]

On va faire cet exercice simplement ( il y a un peu plus rapide ... mais ... )
départ , dans volume V on a n mol de N2O5
( je ne vois pas la pièce jointe )
A l'instant t on a n-x mol de N2O5 , 2x mol de NO2 et x/2 mol de O2

1) loi de vitesse -d(N2O5)/dt = k(N2O5) soit - d((n-x)/v)/dt = k((n-x)/v) soit log ((n-x)/n) = -kt
- on calcule k à partir du temps de demi-réaction puis x en fonction de n à t = 215 min.

2) on suit les pressions :
Pinitiale =Pi = n RT/V donc RT/V = Pi/n
P (t) = (n-x+2x+x/2) RT/V = Pi (n+1,5x)/n
PO2 = X/2 RT/V = Pi x/2n
... et comme on connait x en fonction de n ... on a fini ...

note : dans ce genre d'exercice on a toujours 2 aspects :
1) la loi cinétique qu'en général on intègre ...
2) la méthode expérimentale pour suivre la réaction ...
on doit donc faire le lien entre ces 2 aspects ... le plus simplement possible !

[john616]

Merci de votre aide,

On sait que n = x/2, c'est ça ??? parceque je ne comprends pas du tout ce qu'ils ont fait avec les concentrations et les moles...

[jeanne08]

on n' a pas n = x/2 ...
On appelle x l'avancement au temps t et n le nombre de mol de N2O5 initial . Le nombre de mol de N2O5 au temps t est ( n-x) et le nombre de O2 est alors x/2 ...
Dans ton corrigé il est ecrit que [O2] = ([N2O5] initial - [N2O5])/2 c'est à dire que on a x/V/2 = ( n/V - (n-x)/V))/2 c'est a dire que chaque mol de N2O5 disparu donne naissance à 1/2 mol de O2 .... c'est beaucoup plus simple de raisonner avec les avancements ...

[A voir en vidéo sur Futura]

[john616]

2) on suit les pressions :
Pinitiale =Pi = n RT/V donc RT/V = Pi/n
P (t) = (n-x+2x+x/2) RT/V = Pi (n+1,5x)/n
PO2 = X/2 RT/V = Pi x/2n
... et comme on connait x en fonction de n ... on a fini ...

Désolé de répondre si tard mais en fait je ne comprends pas du tout la seconde étape.... Une fois qu'on a PO2 et P(t), on fait quoi??? en fait je ne comprends pas la démarche...

[jeanne08]

première partie calcul de K et de x à 215 min :
Ln ( n-x)/n = -k t
si T1/2 = 2,81 H = 168,6 min on trouve k = Ln2/168,6 = 4,11E-3 min-1
a t = 215 min on a Ln ((n-x)/n =- k*215=- 0,884 donc (n-x)/n = 0,413 donc x = 0,587 n

deuxième partie . On veut PO2 à ce temps de 215 min
On a PO2 = x/2 RT/V et P ini =n RT/V donc PO2/Pini = x/2n = 0,293
PO2 = 745*0,293 = 219 torrs

C'est beaucoup plus facile comme cela que la methode du corrigé car on procède un peu systématiquement
- on intègre une loi de vitesse avec la notion simple d'avancement
- on regarde par quelle donnée expérimentale on suit la cinétique ...

[john616]

C'est a dire que si on suit votre technique c'est toujours la meme méthode?

[jeanne08]

On peut très souvent proceder ainsi ... mais ce n'est pas la panacée !