Exercices : combustion d'un gaz, fermentation, huile et insaturation

AurÃ©lien D.

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Exercices : combustion d'un gaz, fermentation, huile et insaturation

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Exercices corrigés de Physique Chimie sur la combustion de l'éthylène, la fermentation du mout de raisin et la composition et les propriétés d'une huile de pépins de raisin.

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Exercice 1
a) L'éthylène C2H4 est gazeux à température ordinaire.
Calculez sa masse volumique, sa densité; est-il plus ou moins lourd que l'air ?
b) On réalise la combustion de 200 cm3 d'éthylène dans l'air.
Calculez le volume d'air minimum nécessaire à la combustion ainsi que le volume de dioxyde de carbone et la masse d'eau formés.

Exercice 2
Fermentation du moût de raisin
L'éthanol contenu dans le vin résulte de la fermentation des sucres présents dans le moût de raisin. On peut considérer, pour simplifier, que seuls le glucose et le fructose subissent cette fermentation.
a) Écrivez l'équation de fermentation.
b) Si on fait fermenter 1000 kg de raisin contenant en masse 18.9 % de sucres fermentescibles, quel volume d'éthanol obtient-on ?
c) Le dioxyde de carbone n'est pas toxique, cependant lorsque sa concentration volumique dans l'air dépasse 10 %, il peut provoquer des maux de tête, des vertiges.
Calculez le volume de dioxyde de carbone formé lors de la fermentation d'1 tonne de raisin.
En déduire le volume d'air total permettant de diluer suffisamment le dioxyde pour éviter tout danger. Masse volumique éthanol: 790 kg.m-3

Exercice 3
L'huile de pépin de raisins est un mélange de divers triesters de glycérol. Le plus important est le triester de l'acide linoléique de formule C17H31COOH ou CH3 - (CH2)4 - CH = CH - CH2 - CH = CH - (CH2)7 - COOH avec le propan-1, 2, 3-trio1, triester appelé linoléine. Il entre pour 65 % dans la composition de cette huile. Les 35 % restant sont composés de triesters saturés.
a) Écrivez la formule de la linoléine
Pour connaître le degré d'insaturation de cette huile, on détermine son indice d'iode, c'est-à-dire la masse de diiode pouvant se fixer par addition sur 100 g du corps gras.
b) Calculez cet indice.

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Extraits

[...] Calculez sa masse volumique, sa densité; est-il plus ou moins lourd que l'air ? On réalise la combustion de 200 cm3 d'éthylène dans l'air. Calculez le volume d'air minimum nécessaire à la combustion ainsi que le volume de dioxyde de carbone et la masse d'eau formés. Exercice 2 Fermentation du moût de raisin L'éthanol contenu dans le vin résulte de la fermentation des sucres présents dans le moût de raisin. On peut considérer, pour simplifier, que seuls le glucose et le fructose subissent cette fermentation. Écrivez l'équation de fermentation. [...]

[...] Exercice 1 : La masse volumique ρ d'un gaz est donnée par : M où M est la masse molaire et Vm le volume molaire. Vm M C2 H 12 4 1 C2 H 4 1.25 g.L1 Vm 22.4 La densité d est donnée par : M C2 H 4 M air 28 La densité de l'air étant de supérieure à celle de C2H4, l'éthylène est moins lourd que l'air. Equation de combustion de l'éthylène dans l'air : C2 H 4 3O2 2CO2 2H 2O Bilan molaire : nO2 nCO2 n H 2O 3 2 2 nC2 H 4 Volume d'air minimum nécessaire à la combustion : Pour le déterminer, il faut connaître le volume de dioxygène. [...]

[...] Calculez le volume de dioxyde de carbone formé lors de la fermentation d'1 tonne de raisin. En déduire le volume d'air total permettant de diluer suffisamment le dioxyde pour éviter tout danger. Masse volumique éthanol: 790 kg.m-3 Exercice 3 L'huile de pépin de raisins est un mélange de divers triesters de glycérol. Le plus important est le triester de l'acide linoléique de formule C17H31COOH ou CH3 (CH2)4 CH = CH CH2 CH = CH (CH2)7 COOH avec le propan- 3-trio1, triester appelé linoléine. Il entre pour dans la composition de cette huile. [...]

[...] Exercice 2 : La linoléine a pour formule (semi-développée) : Détermination de l'indice d'iode : La linoléine a pour formule brute C57H98O6. Sa masse molaire est : M C5 7H9 8O6 5712 6 878g.mol1 La linoléine possède 6 liaisons C = donc une mole de linoléine peur fixer 6 moles de diiode I2. M 2 6 1524g.mol1 Indice d'iode = 1524 100 Or l'huile est composée à 65% de linoléine, donc : Indice d'iode = 65 L'indice d'iode de l'huile de pépins de raisins est de 112.82 . [...]

[...] 0,2 1 16) 2 0.32 g VCO2 2 VC2 H 4 Exercice 2 : L'équation de fermentation est : C6 H12 O6 2(CH 3 CH 2 OH ) 2CO2 Volume d'éthanol ? On l'obtient encore une fois par le bilan molaire : nC6 H12 O6 nCH 3 2 nCO Pour obtenir VCH3 2 , il faut connaître nCH3 2 et donc nC6 H12 O L'énoncé nous indique que l'on veut fermenter 1000 kg = 1.103 kg = 1.106 g de sucre dont seuls sont fermentescibles, ce qui représente : mC6 H1 2O6 1.89 g On a : M C6 H1 2O6 6 6 180g.mol1 D'où : nC6 H12 O6 mC6 H12 O6 M C6 H12 O6 1.89 105 1.05 103 m ol 180 nCH3 2 2 nC6H1 2O6 2 1.05 2.1 mol mCH3 2 nCH3 2 M CH3 2 2.1 46 9.66 g 96.6 kg VCH 3 2 mCH 3 2 mV 96.6 0,12m Le volume d'éthanol est de 12 m3. [...]

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