Combustion du soufre et formation de trioxide de soufre

Bonjour à tous,

J'essaye de résoudre ce problème de "mol" et conversions de chimie mais je ne sais pas si c'est correct.

Pour la production de SO₃, un système d'exploitation à deux unités est nécessaire. D'abord, le soufre est brûlé avec 100% d'excès d'air dans le brûleur: S + O₂ –> SO₂. Mais pour cette réaction, seulement 90% de conversion de S en SO₂ est réalisée dans le brûleur. La deuxième unité est un convertisseur dans lequel SO₂ réagit avec l'oxygène et le SO3 est produit. La conversion du SO₂ en S0₃ est de 95%.

1. Calculez la masse d'air nécessaire pour 100kg de soufre brûlé.

J'ai fais un tableau d'avancement avec la réaction S + O₂ –> SO₂. J'ai $\frac{{100}}{{M(S)}} = 3125$ mol (M(S) = 32). Pour l'air, j'ai $2*3125$ car j'ai 100% d'excès. Le rendement étant de 90%, je me base sur le souffre pour calculer $3125*0.9$ pour calculer le nombre de mol de souffre qui ont réagit (= 2812.5 mol). Il reste donc 313 mol de S et 3437.5 mol d'air. Je sais qu'il y a 21% d'O₂ et 79% de N₂. Ainsi, $n(O_2) = 0.21 . 2812.5= 590.625$ mol et $n(N_2) = 0.79 . 2812.5 = 2221.875$ -> $m(0_2) = 18.9$ kg et $m(N_2) = 62.2 $ kg -> m(Air) = 81.11 kg.

On m'a dit que c'était faux et que je devait avoir environ 1000kg mais je vois pas mon / mes erreurs…

1. Calculer composition des composants dans le gaz de sortie du brûleur (j'ai juste besoin des bonnes réponses en haut et ça devrait être ok)

Merci!

Merci ! Est-ce que c'est parce que j'ai 1 souffre pour 2 atomes d'oxygène qu'il faut pas mettre ce *2 ? Ca me paraît pas logique car j'ai vu en cours qu'on se basait sur les coefficients stoechiométriques et non sur le nombre d'atomes. Comme l'air est composé de 21% de dioxygène, je dois diviser par 0.21 pour avoir le nombre total de mol d'air (?) (100/21 * n(dioxygène)).

Ah, donc 100% d'excès ça veut dire qu'on a ce qu'il faut ? Justement j'ai fais *2 car je pensais que ça voulait qu'on avait 100% de trop c'est-à-dire encore assez pour brûler le même nombre de mol qu'on avait avant.

Merci ! Je le refais avec ce que tu m'as dis:

$\frac{{n(S,1) - n(S,2)}}{{n(S,1)}} = 0.9 \to \frac{{3125 - n(S,2)}}{{3125}} = 0.9 \Rightarrow n(S,2) = 312.5mol$. Il reste donc 312.5 mol et on a ainsi comme taux d'avancement $x_1 = 2812.5$ mol ce qui est égal au nombre de mol de $SO_2$. On a donc eu besoin du même nombre de mol de $O_2$ car même coefficient stoechiométrique $n({O_2},bruler) = n(S{O_2},obtenu) = 2812.5$ mol. Le nombre de moles total d'air est $n(Air,tot) = \frac{{2812.5}}{{0.21}} = 13392.8mol$.

J'ai donc:

Et finalement en masse:

Tot. en masse: 90 + 296 = 386 Kg d'air. C'est correct ? Certains ont trouvé 1000 Kg mais je vois pas comment c'est possible

À priori, ça m'as l'air juste (j'avais juste un doute sur le pourcentage, mais c'est un pourcentage en volume et du coup, dans l'approximation des gaz parfaits, ce que tu as fait est correct).

Merci ! J'ai demandé à un assistant et apparemment c'est faux mais je comprends pas pourquoi. Il m'a dit que l'excès de O2 est fait par rapport au réactif principal, le souffre ici et qu'il prend toujours en compte le ration des coefficients stoechiométriques (??). On fait ça car on veut pas que O2 soit limitant apparemment. On a donc n(O2, initial) = 2n(S, initial) . Dans mon problème ça veut dire en équation que n(O2)in=2 (€ of O2 initial/€ de S initial)* nS)in. Où €) = coefficient stoechiometrique.

Quelqu'un voit ? Ca me désespère…

Je vais le dire encore une fois, mais je ne comprend pas ton exercice. Si la question est "calculez la masse d'air nécessaire pour 100kg de soufre brûlé.", peu importe la quantité d'air en excès, puisque justement elle est en excès. Partir du principe qu'il y a deux fois plus d'oxygène que de souffre (chose que je ne comprend toujours pas, puisque pour faire du $\ce{SO2}$, c'est une mole d'oxygène pour une mole de souffre), ça ne change rien à la solution. Ou bien la question est mal posée, et ça devrait être "calculer la quantité d'air restante après avoir brûlé 100 kg de souffre" ou un truc du genre. Ou bien on te demande juste "sachant qu'il y a 200% d'excès d'oxygène par rapport à la quantité de souffre, calculez la quantité d'air nécessaire", mais alors, je vois pas pourquoi t'embêter avec des avancements et des rendements.

Oui pareil, … Je me dis que c'est peut-être à cause de la deuxième étape où on transforme en SO3 mais pour moi ça rentre pas dans le "souffre brûlé". Je vais demander la correction exacte et je posterai si jamais