titration O3 par NO et taux de conversion

[tigrou12]

Bonjour,

Je souhaite calculer le taux de conversion de mon système : O3 + NO -> NO2 + O2

J'ai une cellule de 290 cm3, une concentration initiale de NO = 500 ppbv, temps de résidence = 23s, constante de réaction = 1.80*10^-14 cm3 molécule-1 s-1, j'ai environ 140 ppb en NO2 en sortie. La réaction est donc d'ordre 2 sauf erreur de ma part.

J'ai fais ceci : X = (N0-Nf)/N0

avec N0 = 3.57 *10^15 molécules
et Nf = 290/(23*1.80*10^-14) = 7.00483 * 10^14

Or cela ne semble par être correct j’obtient un résultat pas cohérent; à quelle étape je me trompe ? Je ne prends pas en compte la concentration finale de NO2, je ne vois pas comment l'intégrer dans mon calcul. Merci par avance pour votre aide.
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[gts2]

Bonjour,

J'ai du mal à suivre : si vous avez en entrée 500, il y en a 140 qui disparaissent, cela donne (500-140)/500=0,28
Mais il y a peut-être qqch qui m'échappe.

[tigrou12]

Les 500 ppbv se sont du NO, je ne connais pas ma concentration initiale d'O3. Je sais seulement qu'à la fin de mon système, j'ai 140 ppb de NO2.

Tout l'ozone n'est pas transformé, je souhaiterais savoir quelle est la proportion qui l'est.

[gts2]

Si vous ne connaissez pas la concentration initiale de O3, vous ne pouvez pas déterminer la proportion qui a réagi : Delta N(O3)/N(initial,O3) ne peut être déterminé si vous ne connaissez pas le dénominateur.

[A voir en vidéo sur Futura]

[tigrou12]

Mais sachant que je connais la constante de la titration, n'est-il pas possible de déterminer le nombre de molécules qui a réagit dans mon laps de temps et dans mon volume ? Puis de remonter jusqu'à la concentration initiale ?

[gts2]

Par constante de titration, je suppose que vous voulez dire constante de vitesse.
C'est possible (raisonnable je ne sais pas) :
- Vous intégrez votre équation avec c1 concentration initiale en NO, c2 idem pour O3 et x(t) concentration de NO2
- Vous obtenez x(t)=f(t,k,c1,c2)
- Il "suffit" de résoudre x(tf)=f(tf,k,c1,c2) qui possède une seule inconnue c2.

[tigrou12]

Ok merci pour votre réponse, je vais tenter cette approche.

Cependant, je ne vois pas quelle équation utiliser, pour déterminer un paramètre dans une réaction d'ordre 2, les concentrations des produits n'entrent pas directement en jeu, non ?
par exemple, pour O3 + NO -> NO2 + O2
V = -k*CO3*CNO
V = dCNO/dt = -k*CO3*CNO

[gts2]

En effectuant la méthode ci-dessus on s'aperçoit que la durée de 23s est grande par rapport aux deux temps caractéristiques et donc que l'on peut considérer la réaction comme quasi-totale (à moins que NO2 + O2 -> O3 + NO !)
Et donc la quantité d'ozone est égale à la quantité de NO2 produite.

[gts2]

Cependant, je ne vois pas quelle équation utiliser, pour déterminer un paramètre dans une réaction d'ordre 2, les concentrations des produits n'entrent pas directement en jeu, non ?

Il interviennent indirectement avec à t=0 (NO2)=0 ; (NO)=c1 ; (O3)=c2 ; à l'instant t, cela donne (NO2)=x ; (NO)=c1-x ; (O3)=c2-x

[tigrou12]

Ok merci !

Suis-je sur la bonne voie avec :
d(C1-x)/dt = -k*(C1)*(C2) ?

je trouve 99.95% de conversion (je m'attends à 99.5%)

[gts2]

Suis-je sur la bonne voie avec : d(C1-x)/dt = -k*(C1)*(C2) ?

Il manque des x : d(C1-x)/dt =dx/dt = -k*(C1-x)*(C2-x)

je trouve 99.95% de conversion (je m'attends à 99.5%)

Oui mais vu la méthode, je pense qu'en terme d'incertitude 99,95 ou 99,5 c'est pareil.

[tigrou12]

En corrigeant mes erreurs je tombe sur 79.6% cette fois, ce qui est très loin de la valeur attendue.

[gts2]

Comment trouvez-vous 79,6% ? (Je trouve de l'ordre de 98 %)

Quel est le contexte exact et que cherche-t-on exactement ?