Fiche de révision : Chimie générale et gaz parfaits

📋 Plan du Cours

1. Réduction des oxydes métalliques
2. Production du fer et minerai
3. Équilibrage des réactions redox
4. Mélanges de gaz parfaits

📖 1. Réduction des oxydes métalliques

★ À maîtriser

• À 1000 °C, une réaction observée dans un haut fourneau est $\mathrm{FeO(s)+CO(g)\rightarrow Fe(s)+CO_2(g)}$.

• La méthode des nombres d’oxydation sert à équilibrer des réactions d’oxydo-réduction.

Compléments

• La métallurgie extrait les métaux de leurs minerais, notamment des sulfures et des oxydes, par une succession de réactions chimiques.

• Des oxydes métalliques de métaux de transition comme le fer sont traités par CO ou C.

📖 2. Production du fer et minerai

★ À maîtriser

• Le minerai utilisé dans l’exercice contient 12 % de fer en masse.

• L’exercice demande de déterminer la masse d’oxyde de fer pur nécessaire pour produire une tonne de fer, puis la masse de minerai nécessaire à cette production.

Compléments

• La masse molaire atomique du fer est 55,85 g·mol⁻¹, celle de l’oxygène est 16 g·mol⁻¹ et celle du carbone est 12 g·mol⁻¹.

• L’exercice demande de calculer les volumes de CO consommé et de CO₂ produit à 1000 °C, lorsque la pression de chacun des gaz est de 1 bar.

• Les données de l’exercice donnent R = 8,314 J·K⁻¹·mol⁻¹ et 1 bar = 10⁵ Pa.

📖 3. Équilibrage des réactions redox

📝 Points essentiels

• En milieu acide, les réactions à équilibrer comprennent Cu + NO₃⁻ → Cu²⁺ + NO₂ et Cr₂O₇²⁻ + CH₃–CH₂OH → Cr³⁺ + CH₃–COOH.

• En milieu acide, les réactions à équilibrer comprennent MnO₄⁻ + Fe²⁺ → Mn²⁺ + Fe³⁺ et H₂O₂ → O₂ + H₂O.

📖 4. Mélanges de gaz parfaits

★ À maîtriser

• Les gaz étudiés sont :

  • l’hydrogène
  • l’oxygène
  • l’azote

• L’exercice demande de calculer les quantités de matière et les masses des gaz, puis leurs fractions molaires et pressions partielles après mélange dans un récipient de 18,5 L à 0 °C, ainsi que la masse volumique du mélange.

Compléments

• Avant mélange, H₂ occupe 2,25 L à 2 × 10⁵ Pa et 20 °C, O₂ occupe 5,50 L à 10⁵ Pa et 30 °C, et N₂ occupe 1,40 L à 4 × 10⁵ Pa et 0 °C.

• Les masses molaires atomiques données sont M(H) = 1 g·mol⁻¹, M(O) = 16 g·mol⁻¹ et M(N) = 14 g·mol⁻¹.

• La constante des gaz parfaits donnée pour les calculs est R = 8,314 J·K⁻¹·mol⁻¹.