Réaction de l’Heptane avec l’Oxygène
Comprendre la Réaction de l’Heptane avec l’Oxygène
L’heptane est un hydrocarbure fréquemment utilisé comme composant dans l’essence. Dans cet exercice, nous allons calculer la quantité de matière d’heptane qui réagit dans une réaction de combustion complète.
Cela peut être utile pour comprendre les réactions chimiques impliquées dans la combustion des carburants et les quantités de produits générés.
Données:
- Masse d’heptane brûlé: \(100 \, \text{g}\)
- Masse molaire de l’heptane (\(C_7H_{16}\)): \(100,2 \, \text{g/mol}\)
Réaction de combustion de l’heptane:
\[ C_7H_{16} + 11O_2 \rightarrow 7CO_2 + 8H_2O \]
Questions:
1. Calculez la quantité de matière d’heptane (en moles) mise en jeu dans la réaction.
2. Déterminez la masse de dioxyde de carbone (\(CO_2\)) produite si toute l’heptane réagit.
Correction : Réaction de l’Heptane avec l’Oxygène
1. Calcul de la quantité de matière d’heptane:
Pour calculer la quantité de matière d’heptane mise en jeu, nous utilisons la formule:
\[ n = \frac{m}{M} \]
où:
- \( n \) est la quantité de matière (en moles),
- \( m \) est la masse d’heptane (en grammes),
- \( M \) est la masse molaire de l’heptane (en g/mol).
Substitution des valeurs:
- \( m = 100 \, \text{g} \),
- \( M = 100,2 \, \text{g/mol} \).
\[ n = \frac{100 \, \text{g}}{100,2 \, \text{g/mol}} \] \[ n \approx 0,998 \, \text{moles} \]
La quantité de matière d’heptane mise en jeu est donc d’environ \(0,998 \, \text{moles}\).
2. Calcul de la masse de dioxyde de carbone (CO₂) produite:
La réaction de combustion complète de l’heptane est la suivante:
\[ C_7H_{16} + 11O_2 \rightarrow 7CO_2 + 8H_2O \]
Selon cette équation, chaque mole d’heptane produit 7 moles de \(CO_2\).
Calcul de la quantité de matière de \(CO_2\) produite:
- Quantité de matière d’heptane: \(0,998 \, \text{moles}\),
- Ratio stœchiométrique: 7 moles de \(CO_2\) pour chaque mole d’heptane.
\[ n_{CO_2} = 0,998 \, \text{moles} \times 7 \] \[ n_{CO_2} = 6,986 \, \text{moles} \]
Masse molaire du \(CO_2\):
- \( M_{CO_2} = 44,0 \, \text{g/mol} \).
Calcul de la masse de \(CO_2\) produite:
\[ m_{CO_2} = n_{CO_2} \times M_{CO_2} \] \[ m_{CO_2} = 6,986 \, \text{moles} \times 44,0 \, \text{g/mol} \] \[ m_{CO_2} = 307,384 \, \text{g} \]
La masse de dioxyde de carbone produite est donc d’environ \(307,384 \, \text{g}\).
Conclusion:
Dans cette réaction, en brûlant \(100 \, \text{g}\) d’heptane, environ \(307 \, \text{g}\) de \(CO_2\) sont produites, démontrant la relation directe entre la quantité de combustible utilisé et la quantité de produit généré dans une réaction de combustion.
Réaction de l’Heptane avec l’Oxygène
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