Capacité calorifique d'une bombe calorimétrique, sans volume d'eau.

[invite26226bd7]

Bonjour à tous,

Je suis bloquée sur un devoir de calorimétrie.

Voici un résumé de l'énoncé et de ses données :

- Nous avons une bombe calorimétrique possédant une résistance de 50W.
- Nous nous plaçons dans les conditions standards soit (T = 298 K (25°C))
- Nous souhaitons étudier la formation de CO2.

a/ Déterminer la capacité calorifique de la bombe calorimétrique, en sachant qu'en une minute la température augmente de 2,45°C

==> Je suis un peu perturbée qu'on ne nous parle pas du volume d'eau, néanmoins j'ai trouvé que 1J=1W*s. J'ai donc calculé : 50*60=3000 W*s soit 3000 J donc pour augmenter la température d'un kelvin j'ai trouvé 10,88 J.K^-1
Je vous avoue que je ne suis pas sûre du tout de cette valeur obtenue qui me semble petite... de plus je ne vois aucun autre moyen de la calculer

b/ On brûle 0,12g de Carbone en présence d'un excès d'oxygène. Déterminer la variation d'énergie interne molaire en sachant que la température a augmenté de 3,214 °C:

==> à V constant dans une bombe calorimétrique j'en ai déduit que Delta U = Q, et que la réaction etait : C + O2 ==> CO2
Habituellement j'aurais utilisé la masse d'eau contenue dans le calorimètre (en fonction du volume indiqué) pour obtenir Q, puis j'aurais divisé Q par la masse de Carbone. Là je suis bloquée ! J'ai donc essayé de faire le calcul de Q avec la masse en eau du calorimètre que j'ai déterminée, mais j'obtiens 8J, 8/0,12 = 66 J.mol^-1

c/ On nous demande de déduire l'enthalpie standard de formation du carbone.

==> Preuve que mon résultat précédent est faux. J'en ai déduit que dans le cas de cette réaction delta H = delta H de formation du carbone. Or delta H = delta U = Q, car ici la pression ET le volume ne varient pas.


À ma connaissance l'enthalpie de formation du carbone est d'environ 390 KJ.mol^-1, c'est donc le résultat que j'aurais dû trouver à la question B ... et je bloque totalement. Si quelqu'un pouvait me donner une petite piste je vous en serais très reconnaissante !

Merci d'avance
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[gts2]

a/ Déterminer la capacité calorifique de la bombe calorimétrique, en sachant qu'en une minute la température augmente de 2,45°C
==> Je suis un peu perturbée qu'on ne nous parle pas du volume d'eau, néanmoins j'ai trouvé que 1J=1W*s. J'ai donc calculé : 50*60=3000 W*s soit 3000 J donc pour augmenter la température d'un kelvin j'ai trouvé 10,88 J.K^-1
Je vous avoue que je ne suis pas sûre du tout de cette valeur obtenue qui me semble petite... de plus je ne vois aucun autre moyen de la calculer

3000/2,45=10,88 ?
Dans une bombe calorimétrique, il n'y a pas d'eau en effet.

b/ On brûle 0,12g de Carbone en présence d'un excès d'oxygène. Déterminer la variation d'énergie interne molaire en sachant que la température a augmenté de 3,214 °C:
==> à V constant dans une bombe calorimétrique j'en ai déduit que Delta U = Q, et que la réaction etait : C + O2 ==> CO2
Habituellement j'aurais utilisé la masse d'eau contenue dans le calorimètre (en fonction du volume indiqué) pour obtenir Q, puis j'aurais divisé Q par la masse de Carbone. Là je suis bloquée ! J'ai donc essayé de faire le calcul de Q avec la masse en eau du calorimètre que j'ai déterminée, mais j'obtiens 8J, 8/0,12 = 66 J.mol^-1

"Delta U = Q, et que la réaction etait : C + O2 ==> CO2" OK

La masse d'eau permet de calculer la capacité calorifique, ici vous l'avez déjà (question a), donc faites comme d'habitude.

"j'aurais divisé Q par la masse de Carbone" : on demande une énergie molaire

J'obtiens Q=3935 J ce qui donne l'ordre de grandeur attendue.

c/ On nous demande de déduire l'enthalpie standard de formation du carbone.

==> Preuve que mon résultat précédent est faux. J'en ai déduit que dans le cas de cette réaction delta H = delta H de formation du carbone. Or delta H = delta U = Q, car ici la pression ET le volume ne varient pas.

À ma connaissance l'enthalpie de formation du carbone est d'environ 390 KJ.mol^-1, c'est donc le résultat que j'aurais dû trouver à la question B ... et je bloque totalement. Si quelqu'un pouvait me donner une petite piste je vous en serais très reconnaissante !

"delta H de formation du carbone", je suppose un lapsus formation de CO2

[invite26226bd7]

Bonsoir, merci pour votre réponse et le temps que vous m'avez accordé

Pour la question a/ j'ai converti 2.45°C en Kelvin soit : 3000/(2.45+273.15) = 10.88 J.K^1

Pour la b/ effectivement... mea culpa c'est bien par des moles de carbone qu'il faut diviser. Erreur bête je vais recommencer et voir si j'arrive à obtenir la même valeur que vous


J'ai parlé à plusieurs reprise de calorimètre, mais je confirme que nous sommes bien dans une bombe calorimétrique. La bombe calorimetrique est placée dans de l'eau si mes souvenirs de l'an dernier sont bons ??

Pour la c/ oui c'etait bien la formation du CO2 je vais corriger mon post.

[invite26226bd7]

J'y suis presque, j'obtiens Q = 3655 J et donc Q/n = 365 kJ.mol^-1

J'essaie de me rapprocher des 394 KJ/mol, mais je pense que c'est le calcul de Q qui pêche.

a / j'obtiens 10.88 J.K^-1
Je l'applique à mes 0.01 moles de carbone ce qui donne C= 1088 J/K/mol

b / Q = n C (T2-T1) et là j'ai un doute. J'ai utilisé les nombres stoechiometriques ... n =1
Q = 1 × 1088 ( 301.36 - 298) = 3655 J

Q/n = 365 kJ.mol^-1

[A voir en vidéo sur Futura]

[gts2]

"en une minute la température augmente de 2,45°C"
donc elle augmente de 2,45 K. 2,45 n'est pas une température mais une variation de température.

"La bombe calorimétrique est placée dans de l'eau si mes souvenirs de l'an dernier sont bons ?"

Oui, la capacité thermique que vous avez calculé est celle de la bombe et de l'eau dans laquelle elle plonge.

[gts2]

Je trouve Q=3935 J

[invite26226bd7]

D'accord merci beaucoup en tous cas pour vos réponses... je vais essayer de voir ca avec une autre calculatrice !

[gts2]

La calculatrice n'est pas en cause : W(Joule)= C * (variation de température)