Question

pour brûler une certaine masse de méthane, on a utilisé 125litres d’air. calculer le volume de méthane brûlé 2)le volume et masse de gaz carbonique rép : v = 12,5l ; v =12,5l ; m = 24,55g

Explanation:

Step 1: Équation de la réaction

La combustion du méthane ($\ce{CH4}$) dans l'air (oxygène) s'écrit :
$\ce{CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O}$

Step 2: Proportion molaire

De la réaction, 1 mole de $\ce{CH4}$ produit 1 mole de $\ce{CO2}$.

Step 3: Volume molaire (STP)

À température et pression standard (STP), 1 mole de gaz occupe $22,4\ \text{L}$.

Step 4: Volume de $\ce{CO2}$

Si on suppose que le volume de $\ce{CH4}$ brûlé correspond au volume de $\ce{CO2}$ produit (selon la stœchiométrie), et que l'air utilisé est 125 L, on doit d'abord trouver le volume de $\ce{O2}$ dans l'air. L'air contient ~21% d'$\ce{O2}$ (ou 1/5 pour approximation). Ainsi, $V_{\ce{O2}} = \frac{1}{5} \times 125\ \text{L} = 25\ \text{L}$.

De la réaction, 2 moles d'$\ce{O2}$ réagissent avec 1 mole de $\ce{CH4}$, donc moles de $\ce{O2}$ : $n_{\ce{O2}} = \frac{25\ \text{L}}{22,4\ \text{L/mol}} \approx 1,116\ \text{mol}$. Moles de $\ce{CH4}$ : $n_{\ce{CH4}} = \frac{1,116\ \text{mol}}{2} \approx 0,558\ \text{mol}$. Ainsi, moles de $\ce{CO2}$ = 0,558 mol, donc volume de $\ce{CO2}$ : $V_{\ce{CO2}} = 0,558\ \text{mol} \times 22,4\ \text{L/mol} \approx 12,5\ \text{L}$ (ce qui correspond à la réponse donnée : $V = 12,5\ \text{L}$).

Pour la masse de $\ce{CO2}$ : $M_{\ce{CO2}} = 44\ \text{g/mol}$, donc $m = n \times M = 0,558\ \text{mol} \times 44\ \text{g/mol} \approx 24,55\ \text{g}$ (ce qui correspond à la réponse donnée : $m = 24,55\ \text{g}$).

Answer:

Volume de méthane brûlé (et donc de $\ce{CO2}$ produit) : $\boldsymbol{12,5\ \text{L}}$ ; Masse de $\ce{CO2}$ : $\boldsymbol{24,55\ \text{g}}$