CALCUL DE LA MASSE D'UN GAZ A PARTIR DE LA MASSE DU PRODUIT

[Legolas2mars]

Bonjour, une nouvelle question pour un exo sur lequel je ne suis pas certain de la réponse.
Merci à vous.

Voici l'énoncé:
Soit l’équation pondérée de la réaction de combustion de l’éthylène : C2H4 + 3 O2→ 2 CO2 + 2 H2O
En considérant un rendement de 100%, quelle masse d’éthylène doit-on brûler pour obtenir 44 g de CO2 ?
A) 7 g
B)14 g
C)28 g
D)56 g

La bonne réponse est la B.

J'ai commencé par calculer la quantité de matière du CO2, j'obtiens n(CO2)=m/M=44/48 mol
Comme n=2Xf, donc Xf= n/2= 44/96 mol.
Ensuite comme on a Xf, je l'ai retranché à C2H4 puisque n(C2H4 )=Xf= 44/96 mol.
D'où m(C2H4)= n.M = 44/96 . 28 = 12,8g environ soit aucune des propositions mais proche de B (la bonne réponse).

Est-ce que c'est comme ça qu'il faut procéder ou il y a un autre moyen qui permet de trouver exactement 14g ?

Merci pour votre aide !

[LB2]

Bonjour,

ton tableau d'avancement n'est pas clair.
Habituellement, on procède ainsi (avec un avancement molaire)
Quel est l'état initial?
Quel est l'état final?
Quel est le réactif limitant dans une combustion?

Ensuite, on passe du molaire au massique avec les masses molaires des réactifs et des produits.
Ton erreur vient du début : la masse molaire du CO2 n'est pas 48 g/mol mais 44 g/mol (pourquoi?)

On trouve effectivement 14g (c'est à dire 0.5 mole) d'éthylène

[Legolas2mars]

Ah oui merci LB2 !! J'ai refais les calculs et je me suis trompé dans le calcul de la masse molaire du C02 et de l'éthylène... Merci à toi.

Apres c'est vrai que j'essai de faire rapidement les calculs sans passer par un tableau d'avancement bien détaillé. Je me dis qu'avec le CO2, le xf consommé est calculable car c'est un produit donc ici xf=1/2mol.
Et comme on cherche la masse de l'éthylène, on se base sur ce réactif comme étant le réactif limitant (car c'est de lui que dépendra la quantité voulue en CO2). Et comme son coefficient stœchiométrique vaut 1 alors n(éthylène) = xf=1/2mol. On utilise la formule n=m/M pour trouver m=14g (avec M=28g/mol).

Est-ce que c'est bon comme raisonnement ?

Merci à toi

[LB2]

Oui ton raisonnement est bon.
Ici encore, la méthode "tableau d'avancement" fonctionne parfaitement.
On peut aller plus vite avec un peu de maitrise :
on veut 44g de CO2 produit, soit 1 mole (toujours raisonner en quantité de matières)
Vu les nombres stoechiométriques de l'équation, il faut pour cela 1/2 mole de C2H4 (qui est toujours limitant puisque c'est une combustion dans l'air ambiant, O2 est en excès)
soit donc 14g
Questions subsidiaires :
- quelle masse d'O2 cette réaction a-t-elle consommé?
- quelle masse d'H20 cette réaction a-t-elle produit?
- vérifier encore une fois la conservation de la masse

[Legolas2mars]

Ah ok, du coup tu ne calcules que la masse molaire de CO2 et comme une mole vaut 44g ça devient simple.
Ensuite tu te bases que sur la réaction et les coefficients stœchiométriques c'est ça ? On sait que 2 moles de C02 s'obtiennent par combustion d'une mole d''éthylène et donc en divisant par deux, il faut 1/2 mole d'éthylène pour obtenir une mole de C02. Pour finir, on divise la M(éthylène) par deux et voilà, c'est bien ça ? C'est sûr que c'est plus rapide ! Merci à toi

[Legolas2mars]

Pour les questions subsidiaires:

- la réaction a consommé 48g d'O2
Car à l'état final on a n(O2)-3xf <=> n(O2)=3xf = 3. 1/2 = 3/2 mol d'où m(O2)=n(O2).M(O2) = 3/2. 32 = 48g.

- la réaction a produit 18g de H2O
Car à l'état final on a n(H20)= 2xf = 2. 1/2 = 1 mol d'où m(H20) = n(H20). M(H20) = 1. 18 = 18g.

- je vérifie avec la conservation de la masse (première que je fais ça et c'est trop bien pour se vérifier et j'en ai gravement besoin lol) :
en réactif nous avons 14g d(éthylène) + 48g d'O2 = 62g
en produits nous avons 44g de CO2 + 18g d'H20 = 62g.
La masse est bien conservée !!

Mercii beaucoup pour ton aide LB2 !!