AurÚlie 02/04/07
 

Concours Kiné : combustion de la glucosamine 2007 ( Assas)


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Question 1 : (5 points)


A 298 K, la glucosamine est un composé solide de formule brute C6H14NO5.

Données : H : 1 ; C : 12 ; N : 14 ; O : 16 g/mol

Volume molaire d'un gaz à 298 K sous la pression de 1,0 105 Pa : Vm= 24 L/mol.

  1. On introduit à 298 K dans un réacteur de volume constant V=0,6 L, 1,8 g de glucosamine et du dioxygène sous une pression de 4,0 105 Pa. Calculer la quantité de matière de dioxygène introduite dans le réacteur. On négligera le volume occupé par les composés non gazeux.
  2. Ecrire l'équation chimique de la combustion de la glucosamine sachant qu'il se forme du diazote. La température finale est ramenée à 298 K.
  3. Construire le tableau d'avancement de cette combustion. Quel est le réactif limitant ? Justifier.
    - Calculer les quantités de matière du (des) composé (s) présent (s) dans le réacteur à la fin de la réaction.
  4. Quelle est la pression totale dans le réacteur à la fin de la combustion ?
  5. Dans les mêmes conditions, la pression totale dans le réacteur à la fin de la réaction de combustion de 1,8 g de glucose C6H12O6 serait-elle identique ? Justifier.
 



Quantité de matière de dioxygène introduite dans le réacteur :

 Le volume molaire est 24 L/mol si P= 1,0 105 Pa et T=298 K ; si la pression quadruple, à température constante, le volume molaire devient Vm = 6 L/mol.

n(O2) = V/Vm = 0,6 / 6 = 0,1 mol.

Equation chimique de la combustion :

C6H14NO5 + 7O2 = 6CO2+7H2O+½N2.

Tableau d'avancement :

n(C6H14NO5)= m/M = 1,8 / 180 = 0,01 mol
avancement (mol)
C6H14NO5
+ 7O2
= 6CO2
+7H2O
+½N2
départ
0
0,01
0,1
0
0
0
en cours
x
0,01-x
0,1-7x
6x
7x
0,5x
fin
xmax
0,01-xmax
0,1-7xmax
6xmax
7xmax
0,5xmax
0,01
0
0,03
0,06
0,07
0,005
si O2 en défaut : 0,1-7xmax =0 ; xmax =0,1/7 =0,014

si C6H14NO5 en défaut : 0,01-xmax =0 ; xmax =0,01.

Pression totale dans le réacteur à la fin de la combustion :

Quantité de matière des gaz ( l'eau est liquide) en fin de réaction :

nfin =0,03+0,06+0,005 = 9,5 10-2 mol.

La température et le volume étant constants : Pfin = Pinit *nfin / ninit = 4 105 *0,095/0,1 =3,8 105 Pa.

C6H12O6 + 6O2 = 6CO2+6H2O

n(glucose) = m/M=1,8 / 180 = 0,01 mol

avancement (mol)
C6H12O6
+ 6O2
= 6CO2
+6H2O
départ
0
0,01
0,1
0
0
en cours
x
0,01-x
0,1-6x
6x
6x
fin
xmax
0,01-xmax
0,1-6xmax
6xmax
6xmax
0,01
0
0,04
0,06
0,07
nfin =0,04+0,06 = 0,10 mol.

La température et le volume étant constants : Pfin = Pinit *nfin / ninit = 4 105 *0,1/0,1 =4,0 105 Pa.


 

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