Equilibre chimique phase gazeuse

[inviteca9dcb52]

Bonjour tout le monde, j'essaie de résoudre un exercice qui a l'air plutôt simple au premier abord mais qui me pose problème. Les exos de ce type que j'ai l'habitude de faire sont tous réalisées à pression constante, or là ce n'est pas le cas.

Soit la réaction : N2 + 3 H2 = 2 NH3

K =5,2 x 10^-5, on mélange 0,1 mole de N2 et 0,3 mole de H2, Volume constant de l'enceinte = 0,1L. Les pressions doivent être exprimées en bar.

On me demande Les quantités de matières de chaque constituant ainsi que leur pression partielles à l'équilibre et enfin de déterminer la pression totale à l'équilibre.

Merci beaucoup d'avance !
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[jeanne08]

tu fais un tableau d'avancement , tu calcules, en fonction de l'avancement , les pressions partielles ( éventuellement tu les convertis en bar) et tu les remets dans Kp

[inviteca9dcb52]

Bonsoir, est-ce que ça marche si je fais le tableau d'avancement avec un avancement "volumique" en raisonnant avec des mol/L du coup ? Après je converti cette concentration en pression partielle en faisant attention à l'unité du volume ?

[jeanne08]

Cela doit aussi marcher avec des avancements volumiques ...mais, entre nous, un avancement est naturellement un nombre de mol donc inutile, quand ce n'est pas indispensable , d'utiliser un avancement volumique !

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteca9dcb52]

Ok d'accord, merci beaucoup de m'aider mais je ne comprend toujours pas...

Je n'ai pas la pression totale, est-ce que le fait que le volume soit constant impose une pression totale constante ? Je ne vois vraiment pas comment sans cette pression totale comment je peux m'en sortir ?

Quand tu dis, tu fais un tableau d'avancement puis tu calcules, je veux bien mais je calcules quoi ? J'ai fait mon tableau d'avancement, ok, ensuite ?

Merci beaucoup d'avance et désoler de t'embêter encore

[jeanne08]

Tu dois avoir un cours ... expliquant ce qu'est une pression partielle et expliquant comment s'écrit une constante d'équilibre en fonction des pressions partielles
Tu fais un tableau d'avancement de la réaction. Montre moi quelles quantités en mol de chaque gaz tu as alors en fonction de l'avancement que l'on va appeler x. Tu exprimeras alors chaque pression partielle en fonction de x avant de remettre cela dans K .

[inviteca9dcb52]

Oui bien sur, alors à l'état final les quantités de moles sont :

N2 : no - x
H2 : 3no - x
NH3 : 2x

Ensuite je prends l'équation des gaz parfait, PV = NRT, j'injecte ces valeurs dedans avec le volume et la température (450°C), j'obtient l'expression des pressions partielles en fonction de l'avancement. Ensuite, j'injecte ces valeurs dans l'expression de K, je trouve :

K = (2x * RT/V)^2 / (no - x)RT/V * ((3no-3X)RT/V)^3

Ensuite j'ai plus qu'à résoudre l'équation mais je n'y arrive je me retrouve avec du troisième degré...

[jeanne08]

Je suppose que l'on t'a donné la température T donc le RT/V est connu . Il faut faire attention aux unités utilisées car, en général , les pressions partielles doivent être exprimées en bar
ensuite tu ecris mal le nombre de H2 : c'est 3n0 - 3x
K =A * 4*x^2 /27*(n0-x)^4 le A étant un nombre faisant intervenir les RT/V et les conversions éventuelles d'unités
Tu dois donc résoudre une équation de degré 4 ... mais si tu regardes bien en prenant racine de K tu auras seulement une équation du second degré à résoudre et cela on sait faire !!

[inviteca9dcb52]

Ok c'est bien ce que j'avais trouvé, mais je me disais que le fait de tomber sur du degré 4 devait venir de mon raisonnement faux...

Je vais m'y remettre du coup, merci beaucoup de ton aide et de ta patience !