Chimie
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Mélanges de gaz
Le test comporte 6 questions :
Fractions molaires et fractions massiques
Calcul de pression partielle
Pressions partielles et concentrations
Application : mélange réactionnel
Densité d'un mélange et masse molaire
Densité d'un mélange
La durée indicative du test est de 50 minutes.
Commencer
Fractions molaires et fractions massiques

La composition en fractions molaires de l'air sec à 0 ºC est donnée ci-dessous :

Calculer les fractions massiques de ces espèces.

On donne :

Calcul de pression partielle

On mélange de xénon et d'argon dans un volume d'un litre. La température vaut 20 ºC.

Calculer les fractions massiques et molaires de ces deux espèces ainsi que les pressions partielles.

On donne :

Pressions partielles et concentrations

Soit un mélange gazeux de deux espèces et à 25 ºC. Les concentrations de et sont de et respectivement.

Calculer la pression partielle de chaque espèce et la pression totale.

On donne :

Application : mélange réactionnel

On dispose d'un mélange gazeux de trioxyde de soufre , de dioxyde de soufre et de dioxygène , provenant de la décomposition thermique de dans un ballon de volume constant, sous une pression initiale , à la température initiale pour laquelle on suppose que n'est pas dissocié.

Soit le nombre de mole initial de . A l'équilibre à une température , les nombres de mole de chaque espèce sont :

Exprimer les pressions partielles et la pression totale en fonction des grandeurs mesurables et de x.

Montrer que le taux de dissociation peut s'exprimer en fonction de la pression totale et de la température.

Densité d'un mélange et masse molaire

Exprimer la masse volumique d'un mélange de deux espèces et de fractions molaires et et de masses molaires et en fonction de la masse molaire du mélange.

Montrer que la densité de ce mélange est égale au rapport de la masse molaire moyenne du mélange et de celle de l'air.

Densité d'un mélange

grammes de benzène et 48 grammes de dioxygène sont mélangés dans une enceinte de 15 litres à 0 ºC.

Calculer la densité de ce mélange.

On donne la masse molaire moyenne de l'air : .

Vous allez maintenant comparer vos réponses avec celles qui vous sont proposées.

Pour chaque question, vous vous noterez en fonction de la note maximum indiquée en tenant compte des indications éventuelles de barème.

A la fin du test un bilan de votre travail vous est proposé. Il apparaît entre autres une note liée au test appelée "seuil critique". Il s'agit de la note minimum qu'il nous paraît nécessaire que vous obteniez sur l'ensemble du test pour considérer que globalement vous avez assimilé le thème du test et que vous pouvez passer à la suite.

Fractions molaires et fractions massiques

Les fractions molaires donnent les nombres de mole de chaque espèce pour une mole de mélange.

La fraction massique est le rapport de la masse de l'espèce i sur la masse du mélange. On doit donc calculer la masse correspondant au nombre de mole de chaque espèce et celle de la mole du mélange.

Il faut au préalable calculer les masses molaires de chaque espèce.

Les masses calculées sont :

La masse d'une mole de mélange est donc :

Les fractions massiques calculées sont alors :

0
1
2
3
4
Calcul de pression partielle

La fraction massique est le rapport de la masse de l'espèce sur la masse totale du mélange. On a mélangé les mêmes masses de xénon et d'argon ; leur fractions massiques sont donc égales à 0,5 (soit 50% de chaque espèce en pourcentage massique).

Pour calculer les fractions molaires, il faut calculer les nombres de mole de chaque espèce et le nombre de mole total.

Les fractions molaires sont alors :

soit de xénon et d'argon en pourcentage molaire.

La pression partielle est la pression qu'exercerait chaque espèce si elle était seule dans le volume total. On applique alors la loi des gaz parfaits :

Soit :

0
1
2
3
4
5
6
7
8
Pressions partielles et concentrations

On applique la loi des gaz parfaits pour exprimer la pression partielle en fonction de la concentration :

On trouve alors :

0
1
2
3
4
Application : mélange réactionnel

On peut relier aux grandeurs mesurées initialement :

On applique la loi des gaz parfaits pour exprimer les pressions partielles et la pression totale en fonction des autres grandeurs :

La dernière relation permet d'exprimer le taux de dissociation :

soit

La connaissance du nombre de mole initial permet alors de déterminer les pressions partielles.

0
1
2
3
4
5
6
7
Densité d'un mélange et masse molaire

La masse d'une mole de mélange est la somme des masses de mole de et de mole de :

C'est la masse molaire du mélange.

Son volume caractéristique est le volume molaire et la masse volumique est .

On trouve pour l'air une relation similaire : .

La densité du mélange est définie comme le rapport des masses volumiques du mélange et de l'air. On a alors :

0
1
2
3
Densité d'un mélange

La densité d'un gaz est le rapport de la masse volumique du gaz sur la masse volumique de l'air. On montre que la densité est égale au rapport des masses molaires du gaz et de l'air :

On doit donc calculer la masse molaire moyenne du mélange.

Le nombre total de mole du mélange est :

La masse du mélange est .

La masse molaire est donc :

et la densité vaut alors :

0
1
2
3
4
5
6
Bilan
Nombre de questions :6
Score obtenu :/32
Seuil critique :22
Temps total utilisé :
Temps total indicatif :50 min.
Conclusion :
Légende :
Apprendre
S'évaluer
S'exercer
Observer
Simuler
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