Polution au dioxyde de soufre, combustibles propres, concours technicien de l'industrie et des mines 2009.

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Pollution au dioxyde de soufre. Une centrale thermique brule un charbon dont la teneur en soufre est de 1,0%. La consommation horaire en charbon est de 206 tonnes. Ecrire l'équation de la réaction de combustion complète du soufre S dans le dioxygène. S(s) + O2(g) = SO2(g) Calculer la masse puis la quantité de matière ( moles) de soufre brulé en une heure. masse m = 206*0,01 = 2,06 t = 2,06 106 g. Masse molaire du soufre : M = 32 g/mol Quantité de matière de soufre n = m / M = 2,06 106 /32 =6,4375 104 ~ 6,4 104 mol. Déterminer la quantité de matière de dioxyde de soufre formé en une heure. D'après les nombres stoechiométriques de l'équation , il se forme une mole de SO2 pour une mole de soufre brûlé. n(SO2) = 6,4 104 mol. En déduire la masse horaire de dioxyde de soufre brûlé. Masse molaire  du dioxyde de soufre : M = 32+2*16 = 64 g/mol Masse m = n(SO2) M =6,4375 104 *64 =4,12 106 g = 4,1 tonnes.   Pour lutter contre la pollution atmosphérique par le dioxyde de soufre, on mélange le charbon avec du calcaire ou carbonate de calcium CaCO3 pulvérisé avant de le faire brûler. L'équation de la réaction s'écrit : SO2 + CaCO3 = CaSO3 + CO2. Déterminer la masse de carbonate de calcium consommé en une heure. D'après les nombres stoechiométriques de l'équation , une mole de SO2 réagit avec une mole de CaCO3 ; n(SO2) = n(CaCO3) =6,4375 104 mol Masse molaire CaCO3 : M =40+12+3*16 =100 g/mol masse de CaCO3 : m =n(CaCO3)M =6,4375 104 *100 = 6,4375 106 g = 6,4 106 t. Combustibles propres. la production de dioxyde de carbone lors de la combustion complète d'hydrocarbures accroït l'effet de serre. Par conséquent, dans le choix d'un combustible, l'énergie de réaction libérée par mole de dioxyde de carbone formé est un critère intéressant. Un hydrocarbure non cyclique a pour formule brute C5H12. Donner les formules semi-développées et les noms des isomères. L'équation de combustion du méthane s'écrit : CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O. Donner les représentations de Levis du méthane, du dioxygène, du dioxyde de carbone et de l'eau. faire le bilan des liaisons rompues et des liaisons créées Liaisons rompues : 4 C--H et 2 O=O Liaisons crées : 2 C=O et 4 O--H Calculer l'énergie libérée au cours de la réaction. On donne les énergies de liaison en kJ/mol : D(C-H) =415 ; D(O=O) =498 ; D(C=O) = 804 ; D(H-O) = 463. Somme des énergies de liaison des liaisons rompues : 4 D(C-H) +2 D(O=O) = 4*415 + 2*498 =2656 kJ/mol. Somme des énergies de liaison des liaisons créées : 2 D(C=O) +4D(H-O) =2*804+4*463 =3460 kJ/mol. Energie libérée : 2656-3460 = -804 kJ/mol. Les énergies par mole de dioxyde de carbone formé pour les combustions du butane et de l'octane sont respectivement de 660 kJ et 636 kJ. Conclure. A quantité de matière de dioxyde de carbone libéré égale, la combustion d'une mole de méthane libère plus d'énergie que celle d'une mole de butane ou d'octane ..

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