Tableau de l'avancement

[Ludwig59]

Bonjour à tous,
Je suis en première S et je viens vous exposer mon problème.
En fait, en cours de Physique-Chimie, ma prof était énervée contre tous les élèves qui n'avaient pas rempli le tableau de l'avancement chez eux, du coup, elle n'a pas voulu nous expliquer et nous a dit de nous débrouiller seuls chez nous pour comprendre. Personnellement, j'avais tenté mais je n'avais pas compris une chose, et je ne la comprends toujours pas, j'espère que vous pourrez m'aider.

Je vous donne l'énoncé : Une plante dispose de 18 mL d'eau et de 20 L de CO₂ pour réaliser la photosynthèse.

A partir de là, on a donc trouvé la relation suivante : 6 CO₂ + 6 H₂0 ====> C₆H₁₂O₆ + 6 O₂.

Et là, la prof nous a donné les valeurs suivantes pour l'état initial :
- Pour la première colonne (donc pour le CO₂) : 0,83.
- Pour la deuxième colonne (donc pour H₂O) : 1.

Et je ne sais absolument pas retrouver ces valeurs par le calcul...
Merci d'avance pour vos retours.
Louis.
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[invited5639bc0]

Bonjour,

Pour le CO2, comme c'est un gaz, on connait sa quantité de matière grâce au Volume molaire, noté Vm. Si tu regardes dans ton cours, tu devrais trouver une relation bien connue reliant la quantité de matière au volume et au volume molaire. tu vois de laquelle je parle?

Et pour l'eau c'est pareil sauf que connaissant le volume d'eau (donc la masse d'eau) tu utilises la relation reliant la quantité de matière à la masse et à la masse molaire...

Ca t'aide?

[invited5639bc0]

Et là, la prof nous a donné les valeurs suivantes pour l'état initial :
- Pour la première colonne (donc pour le CO2) : 0,83.
- Pour la deuxième colonne (donc pour H2O) : 1.

Bien sûr, n'oublie pas de préciser les unités quand tu donnes des valeurs. Ici, tu parles en moles, donc:

[Ludwig59]

Bonjour m236m,
Merci beaucoup pour ta réponse si rapide.
Effectivement, j'avais oublié de renseigner les unités, mea culpa.

Je connais la relation, c'est vrai, c'est celle-ci je crois : Vm = V/n.
Après, j'imagine que pour trouver n, il faut faire un produit en croix, comme n = V/Vm, mais qu'est-ce que Vm ici ? J'ai en fait l'impression qu'il manque une donnée dans l'énoncé...

Merci d'avance pour vos réponses,
Louis.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invited5639bc0]

mais qu'est-ce que Vm ici ?

Vm est le volume molaire. C'est une constante, identique pour tous les gaz, qui ne dépend que de la température. Il vaut 24L/mol à 25°C et 22,4L/mol à 20°C (ou le contraire je ne suis plus très sûr...)

Pour info, si tu regardes les unités, c'est en L/mol donc ça te renseigne sur combien de litres occupe une mole d'un gaz. Donc une mole de gaz, quelqu'il soit, occupe à 25°C un volume de 24 L.

[Ludwig59]

Re-bonjour m236m,
Merci beaucoup, une nouvelle fois, pour ta réponse.
Donc, si je comprends bien, il faut connaître par cœur ces 2 valeurs du volume molaire ? Parce que la prof ne nous en a pas parlé, je ne sais donc pas si c'est cela qu'elle attend ou non...
Mais comment sait-on si l'on est à 20 ou 25 °C ? Car, ici, ce n'est pas précisé, et donc je ne comprends pas trop comment tu peux savoir cela.
Et dernière question (enfin j'espère), ne peut-on pas calculer la quantité de matière (ici 0,83 mol) avec une autre formule, comme celle de la masse molaire ?
Merci d'avance, encore une fois.
Louis.

[invited5639bc0]

il faut connaître par cœur ces 2 valeurs du volume molaire ?

On va dire non, car elles sont sensées être données dans chaque énoncé. Mais à la longue tu les connaitras par coeur.

Mais comment sait-on si l'on est à 20 ou 25 °C ?

C'est précisé dans l'énoncé aussi. Dans ton cas c'est 24L/mol. (20/24 = 0.83)

ne peut-on pas calculer la quantité de matière (ici 0,83 mol) avec une autre formule, comme celle de la masse molaire ?

Non, pas quand c'est un gaz. Si ton CO2 est solide, alors il faut utiliser la masse molaire. Mais pour un gaz, il faut toujours utiliser le volume molaire.

EDIT: Et si ton CO2 est liquide, tu utilises la relation n=C*V

[invited5639bc0]

ne peut-on pas calculer la quantité de matière (ici 0,83 mol) avec une autre formule, comme celle de la masse molaire ?

Pour ajouter une petite exlpication, peut-être que ça te paraitra plus "logique":
La masse molaire, comme son nom l'indique, renseigne sur la masse et te permet de faire le lien entre une masse et des moles. Or toi, tu as un volume et tu veux trouver des moles.
Deux options: la concentration (mol/L) pour un liquide ou le volume molaire (L/mol) pour un gaz. Il se trouve que pour un gaz, le volume molaire est une constante ne dépendant que de la température.

En fait, la formule n =m/M est vraie, même pour un gaz. On peut même démontrer la formule :

, où est la densité volumique. On pose
CQFD
Le volume molaire est le même pour tous les gaz car le ratio densité/masse molaire est constant pour tous les gaz (dépend uniquement de la température). Pourquoi? Ca vient de la loi des gaz parfait.


Tu remarques que rho/M dépend de la température et de la pression. Mais comme on reste sur Terre en chimie en général, on considère que la pression reste constante...

C'était juste pour une petite explication, j'espère que ça ne t'embrouille pas. Au pire retient juste que pour un gaz, on utilise n=V/Vm et voilà!

[Ludwig59]

Merci beaucoup pour toutes tes explications m236m ! Effectivement c'est logique.
A bientôt sur le forum !
Louis.

[invited5639bc0]

Avec plaisir

A+!

[Duke Alchemist]

Bonjour.

...EDIT: Et si ton CO2 est liquide, tu utilises la relation n=C*V

La relation n=C*V est utilisable pour les solutions !
Ne pas confondre l'état liquide pour lequel on utilisera n=m/M (comme pour les solides) !

Duke.

[invited5639bc0]

La relation n=C*V est utilisable pour les solutions !

Oui effectivement... Désolé de l'imprécision! D'ailleurs pour H20 on a bien utilisé la relation n=m/M. Ne pas utiliser n=C*V pour l'eau...

[Ludwig59]

Merci pour ces précisions !