étude d'une lampe/combustion du méthane

Chimie > Fiche sujet expliqué

Thème abordé : analyse combinatoire
Sujet / exercice : étude d'une lampe/combustion du méthane
Posée le : 18/04/2007
Type de demande : Correction d'un travail

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1/ quelle est la valeur de I pour Uab=3.5V?
2/pourquoi la caractéristique Uab=f(I) n'est-elle pas une droite?
3/calculer la valeur de la résistance du filament lorsque Uab=3.5V.
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1/une combustion incomplète a nécessité 75mètres cube d'air.L'analyse des produits de la combustion indique que la quantité de matière de carbone produite est deux fois plus grande que celle du monoxyde de carbone.Quelle quantité de méthane a-t-on brûlé?
2/quel est le volume de gaz consommé, mesuré dans les mêmes conditions de température et de pression que l'air? ... ...

1/ on trace I=f(U) en passant par un maximum de points et sans faire apparaitre de cassures sur la courbe. ensuite on lit le I correspondant a 3.5V

2/imperfection du materiel, imperfection des mesures, et un effet capacitif de la lampe qui fait qu'elle n'a pas tout a fait une resistance fixe tant qu'elle n'est pas totalement allumée.

3/ on a Uab, on lit I sur le graphique, il suffit d'appliquer la loi d'Ohm : U=rI, d'ou r=U/I.

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1/ je ne comprends pas le ratio annonce. quelle est la "matiere de carbone produite" ? car pour moi le monoxyde de carbone est deja un produit de la combustion,

2/pour le volume, il suffit de faire un regle de 3, une mole d'air fait 22.4 L ou decimetre cube, si tu a n moles de gaz, tu as n*22.4 dm³ de gaz

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je pense qu'il faut s'aider de l'équation de la combustion incomlète du méthane.L'équation est 2CH4+3CO2=CO2+4H2O+C ainsi il faut trouver la quantité de méthane consommé pour que la quantité de carbone produite soit deux fois plus grande que celle de monoxyde de carbone produite...il faut trouver les coefficients de l'équation vérifiant l'énoncé.il faut tout équilibrer et ensuite garce a la quantité d'air utilisé et le nombre de mole de méthane utilisé.pour trouver la quantité de méthane brulée, il faut trouver une formule mais je n'arrive pas à la trouver...j'ai besoin de votre aide!

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2CH4+3CO2=CO2+4H2O+C
a mon avis, la formule est fausse (le CO2 ne brule pas)

ce serait plutot :
(A) CH4 + 2O2 ---> CO2 + 2H2O (complete)
(B) 2CH4 + 3O2 ---> 2CO + 4H2O (incomplete)

si on dit que la quantite de carbone produite (cela comprend la quantite de CO plus la quantite de CO2) est 2 fois plus importante que celle de CO, cela s'ecrit :
n(CO) = (1/2)n(C au total)
n(CO) = (1/2)[n(CO) + n(CO2)]
n(CO) = n(CO2)

quand on brule 2CH4 avec l'equation (B) on obtient 2CO, et quand on brule 2CH4 avec (A) on obtient 2CO2. et on veut avoir autant de CO que de CO2 a la fin, donc il faut bruler autant de molecules de CH4 via (A) que via (B).

en sommant 2(A)+(B), on obtient :
4CH4 + 7O2 ---> 2CO2

+ 2CO + 8H2O

ensuite, on a brule 75m^3 d'air, et une mole d'air fait 22.4 m^3, on a donc brule 75/22.4 = x mole d'air. ensuite il faut se rappeler que l'air n'est pas QUE du dioxygene, seulement a 20-21%.

on a donc consomme x*0.21 mole de dioxygene, et l'equation nous dit qu'une mole de O2 permet de bruler 4/7 mole de CH4.

on a donc brule (75/22.4)*0.21*(4/7) mole de methane.

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