12.9 Calcul de la formule moléculaire d’une espèce à partir de sa combustion
139
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
La quantité d’ammoniac utilisée est :
0,96 n I ϭ 0,96 ϫ 700 kg/0,017 kg.mol –1 ϭ 39 529,4 mol.
Si les réactions 2, 3 et 4 sont totales, on peut écrire :
3 ϭ 3 4
2 3 ϭ 2 2
2 2 ϭ 2 1
2 1 ϭ 0,96 n I
soit
n(HNO 3 ) ϭ 3 ϩ 4 ϭ 3 ϭ ϫ
n I
On en déduit :
m(HNO 3 ) ϭ 63 g.mol –1 ϫ ϫ 39 529,4 mol ϭ 1 660 kg.
Si on recycle le NO produit dans la 4 e réaction, on formera une quantité supplémentaire égale à
2 4 soit :
ϫ
n I
Le gain relatif de rendement sera :
ϩ 2/6 ϫ 0,96 n I / 4/6 ϫ 0,96n I ϭ 50 %
Auparavant le rendement pour les trois dernières réactions était :
En recyclant l’oxyde NO, tout l’azote sera transformé.
Exercice 12.9 Calcul de la formule moléculaire d’une espèce à partir de sa
combustion
Les alcanes sont des hydrocarbures de formule générale C n H 2nϩ2 (n ϭ 1, 2,
3, …).
La combustion de 17,4 g d’un alcane ayant fourni 27 g d’eau (et du dioxyde
de carbone), peut-on en déduire sa formule moléculaire ?
Solution
■ Quelle est la donnée concernant cet alcane que cette information permet de
déterminer ? Connaissant la formule générale des alcanes, que suffit-il de connaître
pour établir la formule de celui-ci ?
Ce résultat expérimental permet (et ne permet que) de déterminer la masse molaire de l’alcane ;
par ailleurs, si l’on peut déterminer la valeur de n, on connaîtra la formule de l’alcane.
Il n’est pas indispensable d’écrire l’équation stœchiométrique de la combustion. Tout l’hydrogène de l’alcane se retrouve dans l’eau produite par la réaction, de sorte que la combustion d’une
mole de C n H 2nϩ2 donne (n ϩ 1) H 2 O, soit (n ϩ 1) 18 g d’eau. On peut écrire :
Les masses atomiques de C et de H étant respectivement 12 g.mol –1 et 1 g.mol –1 , la masse
molaire de l’alcane, exprimée en mol.g –1 , est : M/g.mol –1 ϭ 12 n ϩ (2n ϩ 2) ϭ 14n ϩ 2. En
On pourrait douter a priori que cette seule information permette d’établir la
formule de l’alcane. Et pourtant…
4
3
-- -
4
3
-- -
0,96
2
--------- -
4
6
-- -
2
3
-- -
0,96
2
--------- -
n HNO 3
(
)
0,96 n I
---------------------- -
4
3
-- -
66,6 %
=
=
Masse molaire M de l’alcane
17,4 g
--------------------------------------------------------------------- -
n 1
+
(
) 18 g.mol
–1
27 g
-------------------------------------------- -
=
139
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
La quantité d’ammoniac utilisée est :
0,96 n I ϭ 0,96 ϫ 700 kg/0,017 kg.mol –1 ϭ 39 529,4 mol.
Si les réactions 2, 3 et 4 sont totales, on peut écrire :
3 ϭ 3 4
2 3 ϭ 2 2
2 2 ϭ 2 1
2 1 ϭ 0,96 n I
soit
n(HNO 3 ) ϭ 3 ϩ 4 ϭ 3 ϭ ϫ
n I
On en déduit :
m(HNO 3 ) ϭ 63 g.mol –1 ϫ ϫ 39 529,4 mol ϭ 1 660 kg.
Si on recycle le NO produit dans la 4 e réaction, on formera une quantité supplémentaire égale à
2 4 soit :
ϫ
n I
Le gain relatif de rendement sera :
ϩ 2/6 ϫ 0,96 n I / 4/6 ϫ 0,96n I ϭ 50 %
Auparavant le rendement pour les trois dernières réactions était :
En recyclant l’oxyde NO, tout l’azote sera transformé.
Exercice 12.9 Calcul de la formule moléculaire d’une espèce à partir de sa
combustion
Les alcanes sont des hydrocarbures de formule générale C n H 2nϩ2 (n ϭ 1, 2,
3, …).
La combustion de 17,4 g d’un alcane ayant fourni 27 g d’eau (et du dioxyde
de carbone), peut-on en déduire sa formule moléculaire ?
Solution
■ Quelle est la donnée concernant cet alcane que cette information permet de
déterminer ? Connaissant la formule générale des alcanes, que suffit-il de connaître
pour établir la formule de celui-ci ?
Ce résultat expérimental permet (et ne permet que) de déterminer la masse molaire de l’alcane ;
par ailleurs, si l’on peut déterminer la valeur de n, on connaîtra la formule de l’alcane.
Il n’est pas indispensable d’écrire l’équation stœchiométrique de la combustion. Tout l’hydrogène de l’alcane se retrouve dans l’eau produite par la réaction, de sorte que la combustion d’une
mole de C n H 2nϩ2 donne (n ϩ 1) H 2 O, soit (n ϩ 1) 18 g d’eau. On peut écrire :
Les masses atomiques de C et de H étant respectivement 12 g.mol –1 et 1 g.mol –1 , la masse
molaire de l’alcane, exprimée en mol.g –1 , est : M/g.mol –1 ϭ 12 n ϩ (2n ϩ 2) ϭ 14n ϩ 2. En
On pourrait douter a priori que cette seule information permette d’établir la
formule de l’alcane. Et pourtant…
4
3
-- -
4
3
-- -
0,96
2
--------- -
4
6
-- -
2
3
-- -
0,96
2
--------- -
n HNO 3
(
)
0,96 n I
---------------------- -
4
3
-- -
66,6 %
=
=
Masse molaire M de l’alcane
17,4 g
--------------------------------------------------------------------- -
n 1
+
(
) 18 g.mol
–1
27 g
-------------------------------------------- -
=