Pour aller plus loin. On assimile l'essence à l'octane C₈H₁₈ (M =…

Exercice supplémentaire · niveau 3 (difficile) · chimie (première), chapitre 4 — Avancement et bilans de matière · Plusieurs réactions, plusieurs réactifs

Énoncé

Pour aller plus loin. On assimile l'essence à l'octane $C X_{8} H X_{18}$ ( $M = 114, 0 g / mol$ , masse volumique $0, 70$ kg/L) :

$2 C X_{8} H X_{18} + 25 O X_{2} 16 CO X_{2} + 18 H X_{2} O .$

Pour $1, 0$ L d'essence brûlé, et avec $V_{m} = 24, 0 L / mol$ et de l'air contenant $20 %$ de dioxygène en volume :

Vérifier l'ajustement de l'équation.
Quel volume d'air faut-il ?
Quelle masse de $CO X_{2}$ est rejetée ( $M = 44, 0 g / mol$ ) ?

Corrigé

1. C : $2 \times 8 = 16 = 16$ ; H : $2 \times 18 = 36 = 18 \times 2$ ; O : $25 \times 2 = 50$ à gauche, $16 \times 2 + 18 = 50$ à droite. ✓

2. $m = 0, 70$ kg $= 700$ g, donc $n (C X_{8} H X_{18}) = \frac{700}{114 , 0} = 6, 14$ mol. $n (O X_{2}) = \frac{25}{2} \times 6, 14 = 76, 8$ mol, soit $V (O X_{2}) = 76, 8 \times 24, 0 = 1, 84 \times 1 0^{3}$ L et

$V (air) = \frac{1 , 84 \times 1 0 ^{3}}{0 , 20} = 9, 2 \times 1 0^{3} L \approx 9 m^{3} .$

3. $n (CO X_{2}) = 8 \times 6, 14 = 49, 1$ mol, soit $m = 49, 1 \times 44, 0 = 2, 16 \times 1 0^{3}$ g $\approx 2, 2$ kg.

Contrôle qui surprend : $2, 2$ kg de $CO X_{2}$ pour $0, 70$ kg d'essence — plus de trois fois la masse du carburant. Rien n'est créé : les deux tiers de cette masse viennent du dioxygène de l'air. La conservation de la matière est ici la clé de lecture.

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