Détermination du volume nécessaire de gaz pour un chromatographe

[bj1985]

Bonjour,

J'ai un exercice pas bien compliquer, mais je m'en brouille, cela serais super que vous m'aider à y voire plus claire

On désir utiliser un chromatographe en phase gazeuse pendant 5 jours. Le débit d'O₂ pour le détecteur est de 300 ml/min. Le manomètre d'une B50 indique 2500 psi. Peut-on utiliser cette bouteille? La température est de 22°C et restera stable.


Je sais:


5 jours = 5*24*60 =7200 min
B50 =50L
2500 psi=0,068*2500 = 170 atm
constante des gaz parfait est de 0,0082 L atm/mol K
pv =nRT ou dans ce cas RT = constante

Mais avec ces données comment je peux déterminer le volume totale qu'il faudrait pour les 5 jours ?

Merci d'avance pour votre aide.
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[mach3]

Vous avez le débit d'O2 et la durée, qu'est-ce qui vous bloque pour trouver le volume total d'O2 qu'il vous faut sur cette durée? (après il n'y a plus qu'à comparer avec le volume estimé dans la bouteille).

m@ch3

[bj1985]

Si je fais:

débit * temps= 0.3 * 7200= 2160
Et que devient la pression dans cette histoire, car si on me donne la valeur du baromètre qui est de 2500 psi ses pour une bonne raison non ?

[mach3]

vous avez d'un coté le volume dont vous avez besoin, qui se calcule avec le débit et la durée, et vous avez de l'autre coté le volume dont vous disposez dans la bouteille, qui va s'estimer à partir de la pression de la bouteille.

m@ch3

[A voir en vidéo sur Futura]

[bj1985]

Donc si j'ai bien compris:

0,3*7200= 2160 l Ceci ses le volume qui sera consommé au bout des 5 jours

170*50 = 8500 l Ceci est le volume que je dispose dans la bouteille

donc je peux estimer qu'une bouteille de 50 l d'O₂ est suffisant pour les 5 jours?

Cela serais aussi simple?

[XK150]

Salut ,

Je pense que c'est aussi simple pour cet exercice ….

[bj1985]

Un grand merci,
je sais pas pour quoi mais je me suis compliquée la vie sans aucune raison.

Belle journée à vous

[mach3]

170*50 = 8500 l Ceci est le volume que je dispose dans la bouteille

Attention au fait que ce n'est qu'une estimation : à 170 atmosphères la loi des gaz parfaits ne fonctionne plus très bien. J'ai trouvé ce document : https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/jr...n6p457_A1b.pdf
Le graphe en dernière page montre que pour 2500psi et 72°F (22°C), PV/RT vaut 0.94 (1 pour un gaz parfait) pour le dioxygène. Donc c'est bon, ça passe quand même largement ici, mais il faut garder ça à l'esprit (par exemple si vous aviez estimé ~2100-2200L avec la loi des gaz parfaits dans la bouteille, il aurait fallu être très critique dans la réponse).

m@ch3

[bj1985]

Oui, cela ma traversé l'esprit et ma un peut perturbé et donc si je suis dans un cas différent, ou par exemple j'ai un volume plus élever ou une pression plus importante, je dois prendre en considération la loi des gaz parfait, c'est cela?

[mach3]

Vous avez justement appliqué la loi des gaz parfaits. Si la température est constante, selon la loi des gaz parfaits PV est constant. Donc 50L x 170 atm = 8500L x 1 atm, suivant cette hypothèse (c'est votre calcul).

Cependant dans notre cas, PV=kRT, k dépendant de la température et de la pression. C'est donc PV/k qui est constant si T est constant, pas PV. k est très proche de 1 pour les basses pressions, ce qui inclut la pression ambiante (donc on retrouve la loi des gaz parfaits), mais change pour des pressions élevées (ici k=0.94 à 22°C et 170atm d'après la publication).

m@ch3

[bj1985]

Oui donc je ne m'étais pas trompé sur mon raisonnement.

Merci à vous pour vos réponses.

Je vous souhaite un très bon Week-end.