Le protoxyde d’azote est utilisé comme gaz anesthésique en chirurgie. Dans la culture populaire, on emploie souvent l’expression de gaz hilarant. Sa décomposition en phase gazeuse se produit selon le mécanisme réactionnel en deux étapes suivant :
$$\ce{ N2O(g) -> N2(g) + O^{.}(g) }$$ $$\ce{ O^{.}(g) + N2O(g) -> N2(g) + O2(g) }$$
Ici, les concentrations correspondent au rapport entre la quantité de gaz et le volume total de gaz du milieu réactionnel. L’expérience est réalisée avec une concentration initiale en protoxyde d’azote égale à $C_0 = \pu{5,0 mol·L-1}$. La concentration $[\ce{N2}]$ en diazote est relevée toutes les $\pu{0,20 ms}$.
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Identifier les intermédiaires réactionnels apparaissant dans le mécanisme réactionnel.
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Écrire l’équation-bilan.
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Dresser le tableau d’avancement de la transformation.
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Dans le tableau, dans le fichier des données ajouter une colonne calculée pour exprimer la concentration $[\ce{N2O}]$ en protoxyde d’azote à chaque instant.
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Exprimer la vitesse volumique de formation $v_f$ de $[\ce{N2}]$.
- Trouver la relation qui existe entre la vitesse volumique de formation de $\ce{O2}$, $v_f(\ce{O2})$, et la vitesse volumique de formation de de $[\ce{N2}]$.
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Dans le tableau, dans le fichier des données ajouter deux colonnes calculées pour calculer les vitesses de formation de $\ce{N2}$ et de $\ce{O2}$.
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Trouver la relation qui existe entre la vitesse volumique de disparition de $\ce{N2O}$, $v_d(\ce{N2O})$, et la vitesse volumique de formation de $\ce{N2}$.
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Les vitesses volumiques de formation et de disparition sont-elles communes à toutes les espèces chimiques ou dépendent-elles de chaque espèce chimique ?
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Dans le tableau, dans le fichier des données ajouter une colonne calculée pour calculer la vitesse de disparition $v_d(\ce{N2O})$ du protoxyde d’azote $\ce{N2O}$ à chaque instant.
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Tracer l’évolution de la vitesse volumique de disparition de $v_d(\ce{N2O})$ en fonction de $[\ce{N2O}]$. Conclusion.