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Question
1 : (5 points)
A 298 K, la glucosamine est un composé solide de
formule brute
C6H14NO5.
Données : H : 1 ; C :
12 ; N : 14 ; O : 16 g/mol
Volume molaire d'un gaz à
298 K sous la pression de 1,0 105 Pa :
Vm= 24 L/mol.
- On introduit à 298 K
dans un réacteur de volume constant V=0,6 L, 1,8 g
de glucosamine et du dioxygène sous une pression
de 4,0 105 Pa. Calculer la quantité de
matière de dioxygène introduite dans le
réacteur. On négligera le volume
occupé par les composés non
gazeux.
- Ecrire l'équation
chimique de la combustion de la glucosamine sachant qu'il
se forme du diazote. La température finale est
ramenée à 298 K.
- Construire le tableau
d'avancement de cette combustion. Quel est le
réactif limitant ? Justifier.
- Calculer les quantités de matière du
(des) composé (s) présent (s) dans le
réacteur à la fin de la
réaction.
- Quelle est la pression totale
dans le réacteur à la fin de la combustion
?
- Dans les mêmes
conditions, la pression totale dans le réacteur
à la fin de la réaction de combustion de
1,8 g de glucose C6H12O6
serait-elle identique ? Justifier.
Quantité de
matière de dioxygène introduite dans le
réacteur
:
Le volume molaire est 24 L/mol si P= 1,0
105 Pa et T=298 K ; si la pression quadruple,
à température constante, le volume molaire
devient Vm = 6 L/mol.
n(O2) = V/Vm = 0,6 / 6 =
0,1 mol.
Equation chimique de la
combustion :
C6H14NO5
+ 7O2 =
6CO2+7H2O+½N2.
Tableau
d'avancement :
n(C6H14NO5)=
m/M = 1,8 / 180 = 0,01 mol
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avancement (mol)
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C6H14NO5
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+
7O2
|
=
6CO2
|
+7H2O
|
+½N2
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départ
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0
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0,01
|
0,1
|
0
|
0
|
0
|
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en cours
|
x
|
0,01-x
|
0,1-7x
|
6x
|
7x
|
0,5x
|
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fin
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xmax
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0,01-xmax
|
0,1-7xmax
|
6xmax
|
7xmax
|
0,5xmax
|
|
0,01
|
0
|
0,03
|
0,06
|
0,07
|
0,005
|
si O2 en défaut : 0,1-7xmax =0
; xmax =0,1/7 =0,014
si
C6H14NO5
en défaut : 0,01-xmax =0 ;
xmax
=0,01.
Pression totale dans le
réacteur à la fin de la
combustion :
Quantité de matière
des gaz ( l'eau est liquide) en fin de réaction
:
nfin =0,03+0,06+0,005 =
9,5 10-2 mol.
La température et le volume étant constants
: Pfin = Pinit
*nfin / ninit =
4 105 *0,095/0,1
=3,8 105
Pa.
C6H12O6
+ 6O2 =
6CO2+6H2O
n(glucose) = m/M=1,8 / 180 = 0,01
mol
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avancement (mol)
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C6H12O6
|
+
6O2
|
=
6CO2
|
+6H2O
|
|
départ
|
0
|
0,01
|
0,1
|
0
|
0
|
|
en cours
|
x
|
0,01-x
|
0,1-6x
|
6x
|
6x
|
|
fin
|
xmax
|
0,01-xmax
|
0,1-6xmax
|
6xmax
|
6xmax
|
|
0,01
|
0
|
0,04
|
0,06
|
0,07
|
nfin =0,04+0,06 =
0,10 mol.
La température et le volume étant constants
: Pfin = Pinit
*nfin / ninit =
4 105 *0,1/0,1
=4,0 105
Pa.
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