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Formules chimiques fictives



  1. #1
    MaGminG

    Formules chimiques fictives


    ------

    Bonjour,

    J'étudie en ce moment la combustion et je n'arrive pas à comprendre comment peux t-on établir les formules chimiques de l'essence et du gazole.
    Le passage en question se situe à la première page du PDF.

    De plus, à la deuxième page du PDF, il établie la formule chimique de l'atmosphère à partir de sa composition, comment s'y prendre ?

    Il y a également le mot "fictives" qui me gêne.

    http://www.adilca.com/combustion-carburants.pdf

    Merci à vous !

    Jean

    -----

  2. Publicité
  3. #2
    moco

    Re : Formules chimiques fictives

    L'essence et le gazole sont des mélanges d'une énorme quantité d'hydrocarbures différents, dont le plus abondant, le toluène C7H8, n'est présent qu'à 9% dans l'essence. On ne peut pas donner une formule à un mélange, puisque les formules se rapportent à une substance pure.
    Mais on peut essayer de donner une formule moyenne fictive, en se basant sur la quantité de gaz O2 qu'il faut engager pour faire brûler cette essence.

    Prenons un exemple simple. Imaginons un bidon rempli d'une essence formée de une mole de toluène C7H8 et une mole d'heptane C7H16. Si on fait brûler ces substances séparément, il se produit les réactions suivantes :
    C7H8 + 9 O2 --> 7 CO2 + 4 H2O .... (1)
    C7H16 + 11 O2 --> 7 CO2 + 8 H2O .... (2)
    Pour faire brûler notre mélange, il faudra engager 11 + 9 = 20 mole de O2. Donc pour faire brûler 14 atomes C il faut 20 O2.

    Imaginons ensuite sur le papier que chaque molécule de toluène se lie à une molécule d'heptane. Bien sûr ce n'est pas le cas. Mais si c'était le cas, on aurait une mole d'une substance imaginaire dont la formule serait C14H24. Et la combustion de cette substance imaginaire se ferait selon :
    C14H24 + 20 O2 --> 14 CO2 + 12 H2O

    Il faut 20 molécules O2 pour faire brûler la molécule à 14 atomes C, en oubliant momentanément les atomes H.

    Mais on sait que notre mélange ne contient que des molécules en C7. Quelle formule fictive devrait avoir un hydrocarbure hypothétique pour que sa combustion demande 20 O2 pour 14 C ? ou 10 O2 pour 7 C.
    On voit rapidement qu'il faudrait prendre la moyenne entre les deux équations (1) et (2), c'est-à-dire C7H12.
    La formule fictive de ce mélange serait donc C7H12, et sa combustion se ferait selon l'équation :
    C7H12 + 10 O2 --> 7 CO2 + 6 H2O

  4. #3
    MaGminG

    Re : Formules chimiques fictives

    Merci de ta réponse !

    Les deux équations que tu as écrit, est ce que c'est des exemples prit au hasard ? Car ta formule fictive ne revient pas à la même que lui.

    Si non, il faut que je trouve deux équations comme tu l'a fait ci-dessus ?

    Merci !

    Jean

  5. #4
    MaGminG

    Re : Formules chimiques fictives

    Je m'excuse d'avance pour le double-post, impossible de modifier le précédant.

    Par exemple, les alcanes représentent 20% à 30% de la composition de l'essence. Parmi eux, deux jouent un rôle particulier: l'octane C8H18 et l’heptane C7H16.
    Nous pouvons donc faire:
    4 C7H17 + 45 O2 --> 28 CO2 + 34 H2O .... (1)
    2 C8H18 + 25 O2 --> 16 CO2 + 28 H2O .... (2)

    Le problème est que notre mélange ne contient pas que des molécules C7. Peut être que je me suis trompé.

  6. #5
    moco

    Re : Formules chimiques fictives

    Disons d'abord que tes deux équations sont fausses. Les atomes H sont non équilibrés.

    Ensuite, mon exemple était pris au hasard et n'a aucune signification physique quelconque. Il est juste là pour illustrer le fait qu'on peut donner une formule fictive à un mélange d'hydrocarbures. Le tien est également fantaisiste, car il suppose que ton mélange ne contient que de l'octane et de l'heptane. Nos deux exemples ne se rapportent qu'à un mélange de deux constituants. Or l'essence et le gazole sont formés de centaine d'hydrocarbures différents. Il est hors de question de chercher à expliquer leur constitution par le même type de calcul que j'ai développé pour un mélange de deux substances.

    Dans la réalité, on établit une formule fictive CxHy d'après le nombre de O2 nécessaire pour former les x CO2 et les y/2 H2O observés après combustion :

    CxHy + z O2 --> x CO2 + y/2 H2O

    x, y ne sont pas des nombres entiers

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    MaGminG

    Re : Formules chimiques fictives

    La combustion d'hydrocarbures purs produit donc, lors d'une combustion parfaite, du CO2 et de l'eau H2O selon la formule:
    CnH(2n+2) + (3n+1)/2 O2₂ -> nCO₂ + (n+1)H₂O

    Composition de l'essence (en masse): -84% de carbone pure de symbole C
    -16% d'hydrogène de symbole H

    Voici donc sa formule chimique fictive:

    % de masse de C / Masse molaire de C + % de masse H / Masse molaire de H
    = 84/12 + 16/1
    = 7 + 16

    La formule chimique fictive de l’essence est donc: C₇ + H₁₆

    Est-ce correct ?
    Je pense que c'est à partir de cette technique que l'auteur a trouvé la formule chimique de l'essence. En espérant que ça soit une source fiable.

  9. Publicité
  10. #7
    moco

    Re : Formules chimiques fictives

    Non.
    Toi tu supposes que la teneur en atomes H de ton hydrocarbure fictif est égal à 2n+2, si n est le nombre d'atomes de carbone. Cela n'est vrai que si ton essence contient des alcanes et seulement des alcanes. Mais c'est loin d'être le cas. L'essence contient bien quelques alcanes. mais elles contient beaucoup plus d'hydrocarbures dont le nombre d'atomes H est plus petit que le double des atomes de carbone. Exemple : le toluène C7H8.

  11. #8
    MaGminG

    Re : Formules chimiques fictives

    D'accord.

    Admettons, j'enlève les 4 premières ligne de mon précédent message, es-ce correct ?

    Car par la suite, j'ai trouvé C7H16 grâce à la composition de l'essence ?
    Car en trouvant la formule chimique d'un mélange à partir de sa composition, on ne néglige rien (je pense).

  12. #9
    MaGminG

    Re : Formules chimiques fictives

    Alors, qu'en pensez vous ?

  13. #10
    moco

    Re : Formules chimiques fictives

    NON. Tu n'as pas lu mon message de 9 h 57, deux lignes plus haut, où je dis que le nombre de H dans le pétrole n'est pas 2n+2, si n désigne le nombre d'atomes C.

  14. #11
    MaGminG

    Re : Formules chimiques fictives

    Je t'avouerai que là je suis perdu..

    Partout sur Internet (et même sur ce forum), on dit que la formule de la combustion de l'essence dans un moteur à combustion (ce à quoi je m’intéresse en l’occurrence) est C7H16 + 15O2 -> 7CO2 + 8H2O

    Pourquoi la formule chimique de l'essence est C7H16 dans cette équation ?

    Page du forum en question http://forums.futura-sciences.com/ch...-dessence.html

  15. #12
    moco

    Re : Formules chimiques fictives

    Dire que l'essence est formé de C7H16 revient à dire qu'elle n'est formée que de C7H16. C'est un concept qu'on enseigne dans les petites classes, car il a le mérite d'être facile à comprendre, et qu'il permet de faire des calculs simples de stoechiométrie. Il faut bien donner aux élèves des problèmes simples pour qu'ils s'entrainent à manier le jeu des moles, etc.

    Mais ce concept est hélas un peu faux. Il n'est pas épouvantablement faux, car il confond la partie et le tout. Car l'essence n'a pas pour formule C7H16. Elle contient un peu de C7H16, certes. Mais en réalité, elle n'a pas de formule du tout, puisque c'est un mélange. Or les mélanges peuvent avoir des formules fictives. En effet, au niveau de la combustion, l'essence se comporte comme si elle avait une formule fictive. Et c'est de là que tu étais parti dans ton premier message. C7H16 que tu t'acharnes à présenter, n'est pas une formule fictive. C'est une formule exacte.

    Dans la référence que tu cites dans ton premier message, ils donnent C7.25 H13 comme formule fictive du gazole. C7.25H13 est une formule fictive. Ce n'est pas une formule chimique. Elle montre que ce constituant du pétrole est un mélange qui brûle en formant 7.25 mole de CO2 en même temps que 13/2 moles de H2O, d'où la formule fictive C7.25H13.

    A ce sujet, l'article dit que l'essence est C7H16. Ce n'est pas correct. Ils auraient dû dire que C7H16 est un constituant de l'essence, et c'est tout.
    Dernière modification par moco ; 05/01/2016 à 22h51.

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