Physique-Chimie 1re Spécialité

Rejoignez la communauté !
Co-construisez les ressources dont vous avez besoin et partagez votre expertise pédagogique.
1. Constitution et transformations de la matière
Ch. 1
Composition chimique d'un système
Ch. 2
Composition chimique des solutions
Ch. 4
Réactions d'oxydoréduction
Ch. 5
Détermination d'une quantité de matière par titrage
Livret Bac : Thème 1
Ch. 6
De la structure à la polarité d'une entité
Ch. 7
Interpréter les propriétés d’une espèce chimique
Ch. 8
Structure des entités organiques
Ch. 9
Synthèse d'espèces chimiques organiques
Ch. 10
Conversions d'énergie au cours d'une combustion
Livret Bac : Thème 1 bis
2. Mouvement et interactions
Ch. 11
Modélisation d'interactions fondamentales
Ch. 12
Description d'un fluide au repos
Ch. 13
Mouvement d'un système
Livret Bac : Thème 2
3. L'énergie, conversions et transferts
Ch. 14
Études énergétiques en électricité
Ch. 15
Études énergétiques en mécanique
Livret Bac : Thème 3
4. Ondes et signaux
Ch. 16
Ondes mécaniques
Ch. 17
Images et couleurs
Ch. 18
Modèles ondulatoire et particulaire de la lumière
Livret Bac : Thème 4
Méthode
Fiches méthode
Fiche méthode compétences
Annexes
Chapitre 3
Exercice corrigé

Gaz inodore, attention danger !

16 professeurs ont participé à cette page
Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.
Énoncé
Compétence(s)
RAI/MOD : Modéliser une transformation


\bf{\mathrm{CO}} en partie par million (ppm)\bf{\mathrm{CO}} dans l'air (% volumique) Symptôme lors d'une exposition
0,2 0,000 02Aucun symptôme (taux habituel dans l'air)
400 0,04Maux de tête intenses, danger de mort après 3 heures
1 600 0,16Symptômes sévères après 20 min, décès dans l'heure
12 800 1,28Perte de connaissance immédiate, décès en 1 à 3 min
La combustion des hydrocarbures (automobiles, usines, etc.) est souvent incomplète, c'est-à-dire qu'elle s'accompagne de la formation de monoxyde de carbone \text{CO}, substance toxique voire mortelle. On brûle 1,00 kg de carbone dans une cuve fermée remplie d'air d'un volume de 100 m3.

1. Retrouver l'équation bilan correspondant à la combustion incomplète du carbone.

2. Dresser le tableau d'avancement correspondant en supposant le dioxygène en excès. Compléter les deux premières lignes.

3. Calculer l'avancement maximal x_\text{max}. En déduire la quantité de monoxyde de carbone formé.

4. L'atmosphère de la cuve constitue-t-elle (à 20 °C, 1 bar) un risque potentiel ?

Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

Données

  • À 20 °C, 1 bar : le volume molaire des gaz est V_m = 24,0 L·mol-1.
  • M(\mathrm{C})=12,0 g·mol-1;
  • M(\mathrm{O})=16,0 g·mol-1.
Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.
Analyse de l'énoncé
1. La combustion est une réaction avec \mathrm{O}_{2}(\mathrm{g}).

2. Il faut toujours trois lignes dans un tableau d'avancement (état initial, intermédiaire et final).

3. Compléter la dernière ligne du tableau pour trouver x_\text{max}.

4. D'après le tableau des risques, il faut déterminer le pourcentage de monoxyde de carbone dans les 100 m3 d'air.
Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.
Solution rédigée
1. 2\: \mathrm{C}(\mathrm{s})+\mathrm{O}_{2}(\mathrm{g}) \rightarrow 2\: \mathrm{CO}(\mathrm{g})

2.
Placeholder pour tableau d'avancement, exercices corrigéstableau d'avancement, exercices corrigés
Le zoom est accessible dans la version Premium.

^\star : n_{0}(\mathrm{C})=\dfrac{m(\mathrm{C})}{M(\mathrm{C})}=\dfrac{1{,}00 \times 10^{3}}{12{,}0}=83\text{,}3 mol.

3. En complétant la dernière ligne du tableau (EF), on en déduit x_\text{max} = \dfrac{83{,}3}{2} = 41\text{,}7 mol. Il s'est donc formé 2x_\text{max} = 83\text{,}3 mol de \text{CO}.

4. Le volume occupé par une mole de gaz vaut 24,0 L (données).
Par conséquent, V_{\mathrm{co}}=V_{\mathrm{m}} \cdot n=24{,}0 \times 83{,}3=2{,}00 \times 10^{3} L.
Le volume d'air étant de 100 m3 = 100 \times 10^{3} L, le pourcentage de \text{CO} vaut :
p=\left(\dfrac{2{,}00 \times 10^{3}}{100 \times 10^{3}}\right) \times 100=2{,}00 \,\% .
Décès inévitable (> 1\text{,}28 %).
La toxicité du \bf{\mathrm{CO}_2}
À 2 % de \mathrm{CO}_2 dans l'air, l'amplitude respiratoire augmente. À 10 %, peuvent apparaître des troubles visuels, des tremblements et des sueurs. À 25 %, un arrêt respiratoire entraîne le décès.
D'après « Dioxyde de carbone », Wikipedia.org.
Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.
Pour bien répondre
1. Préciser l'état physique (solide, gaz) peut être utile par la suite.

2. Le dioxygène étant en excès, aucun calcul n'est nécessaire. Attention aux coefficients stœchiométriques.

3. x_\text{max} se détermine à partir du réactif limitant.

4. Le volume molaire ne s'applique qu'aux gaz.
\;\;\, Rappel : 1 m3 = 103 dm3 = 103 L.
Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

25
Mise en application

1. Reprendre les questions 1., 2. et 3. dans le cas de la combustion complète (formation de dioxyde de carbone à la place du monoxyde de carbone).


2. Calculer le pourcentage de dioxyde de carbone ainsi produit dans l'air. Ce gaz représente-t-il alors un danger ?

Afficher la correction

Une erreur sur la page ? Une idée à proposer ?

Nos manuels sont collaboratifs, n'hésitez pas à nous en faire part.

Oups, une coquille

j'ai une idée !

Nous préparons votre pageNous vous offrons 5 essais
collaborateur

collaborateurYolène
collaborateurÉmilie
collaborateurJean-Paul
collaborateurFatima
collaborateurSarah
Utilisation des cookies
Lors de votre navigation sur ce site, des cookies nécessaires au bon fonctionnement et exemptés de consentement sont déposés.