Thermodynamique Chimique
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Thermodynamique Chimique



  1. #1
    MStudent

    Thermodynamique Chimique


    ------

    Bonjour à toutes et à tous, je m'en viens appeler à l'aide pour un exercice pour lequel je ne cerne pas la démarche à adopter. En espérant que certains d'entre vous puissent m'aiguiller, bonne journée !

    17. Conversion du propane en propène
    Soit, à 298 K, la réaction de craquage : C3H8(g)  C3H6(g) + H2(g)
    On veut convertir du propane C3H8 en propène C3H6 sous la pression de 1 bar et avec un taux de
    conversion de 90%.
    a) Quelle valeur devra prendre la constante d’équilibre ?
    b) À quelle température devra-t-on porter le propane pour obtenir ce résultat de la réaction ?
    On donne les variations d’enthalpie et d’enthalpie libre standard de formation à 298 K : ∆fH0(C3H8) = – 103,7 kJ.mol-1 et ∆fG0(C3H8) = – 23,5 kJ.mol-1
    ∆fH0(C3H6) = 20,4 kJ.mol-1 et ∆fG0(C3H6) = 62,7 kJ.mol-1
    On suppose ∆rH0 et ∆rS0 constants dans le domaine de température étudié.

    -----

  2. #2
    moco

    Re : Thermodynamique Chimique

    Bonjour,
    La constante d'équilibre est une fraction avec au numérateur le produit des pressions partielles (ou des nombres de mole) du propène et de H2, et au dénominateur la pression ou le nombre de mole du propane. Or, à l'équilibre, il y a 0.9 bar (ou 0.9 mole) de propène et autant de H2, et il reste donc 0.1 bar (ou 0.1 mole) de propane. C'est tout ce qu'il faut pour calculer une constante K.
    Pour ta question b, il te faut calculer l'entropie de formation de chacun de tes produits, puis exprimer le ∆G(T) en fonction de ce ∆S, en considérant ∆H et ∆S constant. Puis tu égales ce ∆G à RT fois le log K que tu viens de calculer. Tu auras une équation à une inconnue, T. Il reste quelques petits calculs à faire. vas-y !
    Dernière modification par moco ; 19/04/2019 à 08h26.

  3. #3
    MStudent

    Re : Thermodynamique Chimique

    Bonjour et merci de ta réponse !

    Pour la question a) en faisant de cette manière on trouve 8,1 or mon "corrigé" (ne donnant que le résultat) indique 4,26...
    Pour la question b), c'est ∆rG = -RT*ln(K) ? mes résultats tombent toujours à côté...

  4. #4
    MStudent

    Re : Thermodynamique Chimique

    Voici la correction :
    a-
    K°T1 =4,26

    b-
    Avec les données thermodynamiques à T2 = 298 K, on a deux méthodes
    pour déterminer T1 : calculer ΔrS° (constant à T1 ou T2 ) ou calculer K°T2 . On va utiliser la relation de Van'tHoff pour calculer K°T2 .
    ΔrG° = 86,2 kJ.mol-1 (298K)
    K°T2 = 7,63.10−16
    Relation deVan't Hoff : d(lnK°T )/dT = ΔrH°T/RT²
    Dans notre cas: ΔrH°=Cte⇒ l'intégration donne: ⇒T1 =1078 K
    ΔrH° = 124,1 kJ.mol-1 (298K)
    Remarque: ΔrH°>0 réaction endothermique ⇒ si T↗ alors K°↗ on a bienK°(1078K) >K°(298K)


    J'ai facilement trouvé ΔrH° et ΔrG° mais je suis désespéré pour trouver K et T ..

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    jeanne08

    Re : Thermodynamique Chimique

    la valeur de K est bien 4,26
    La pression totale est 1 b. On a au départ n mol de propane et à la fin 0,1n mol de propane et 0,9n mol de propène et de H2 soit 1,9n mol de gaz au total .

    rappel : la pression partielle d'un gaz i dans un mélange de gaz est donnée par 2 formules ( on prend la plus pratique )
    Pi = ni RT/V = (ni/ntotalgaz) *Ptotale

    On prend ici la deuxième formule pour calculer les pressions partielles puis K
    Ensuite on peut faire autrement : on a deltarH° = 124,1 kJ/mol et deltarG°(298K) =86,2 kj/mol= deltarH° - 298 deltarS° ce qui permet de calculer deltarS° ( à convertir en J/mol/K) ;donc deltarG° = 124100 -T deltarS° = - R T Ln K ... d'où T
    note attention aux unités : mettre tout en J et J/mol

  7. #6
    MStudent

    Re : Thermodynamique Chimique

    Merci pour ces précisions !

    La formule à adopter pour le a) est donc : npropène*nH2/npropane*ntotal ?
    Je n'avais pas cette formule dans mes cours mais ça donne bien 4,26

    Et j'ai trouvé la b) grâce à vos remarques merci !
    Dernière modification par MStudent ; 21/04/2019 à 16h47.

  8. #7
    MStudent

    Re : Thermodynamique Chimique

    Merci pour ces précisions !

    La formule à adopter pour le a) est donc : npropène*nH2/npropane*ntotal ?
    Je n'avais pas cette formule dans mes cours mais ça donne bien 4,26

    Et j'ai trouvé la b) grace à vos remarques merci !

    Sujet fermé, à bientôt !

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