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Steven59260
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La célèbre « Solfatara » (terre de soufre) se situe à 1,5 km à l’est de Pozzuoli, près de Napoli, en Italie. C’est une vaste caldeira de 770 mètres de longueur et de 580 m de large, caractérisée par une activité solfatarienne typique.
On y compte pas moins de vingt cinq champs de fumerolles.
Pour expliquer la formation de soufre solide (visible sous ses formes allotropiques Sa et Sb) à l’orifice de sortie des fumerolles, on envisage deux hypothèses.
Hypothèse 1. En solution dans l’eau de condensation de la vapeur émise par la fumerolle, du sulfure de dihydrogène, H2S, provenant de l’attaque acide de pyrite, réagit avec du dioxygène de l’air dissous suivant une réaction dont le bilan non équilibré est :
H2S + O2 à S + H2O. (réaction 1)
Hypothèse 2. Du SO2 gazeux, contenu dans les émanations magmatiques, réagirait sur le même H2S à l’état gaz pour produire également du soufre suivant une réaction dont le bilan non équilibré est :
H2S + SO2 à S + H2O. (réaction 2)
Cette réaction pourrait d’ailleurs avoir lieu avec des gaz dissous dans l’eau.
1°)Étude de l’hypothèse 1.
a) Montrer que la réaction 1 est une réaction d’oxydoréduction.
b) Écrire les demi équations-bilan électroniques des couples oxydant / réducteur intervenant dans cette réaction.
c) En déduire l’équation-bilan équilibrée de la réaction.
d) Quelle masse de soufre est obtenue lorsque V = 25,0 L d’une solution saturée de H2S, de concentration molaire volumique estimée à : C = 0,10 mol.L-1, réagit avec un excès de dioxygène dissous ?
On suppose un rendement de 75% pour la réaction.

2°) Étude de l’hypothèse 2.
a) Équilibrer l’équation-bilan de la réaction 2.
b) Montrer que la réaction 2 est une réaction d’oxydoréduction.
c) Quelle masse de soufre est obtenue lorsque V1 = 25,0 L de H2S gazeux réagit avec V2 = 15,0 L de SO2 gazeux ? On suppose un rendement de 100% pour cette réaction.

Données :
Masses molaires atomiques : H = 1,00 ; S = 32,1 ; O = 16,0 g.mol-1.
Volume molaire des gaz dans les conditions des réactions : Vm = 24,0 L.mol-1.

Sagot :

d) Quelle masse de soufre est obtenue lorsque V = 25,0 L d’une solution saturée de H2S, de concentration molaire volumique estimée à : C = 0,10 mol.L-1, réagit avec un excès de dioxygène dissous ?
On suppose un rendement de 75% pour la réaction.

M = m/n <=> m = Mn <=> m = M(S)CV*k
AN : m = 32,1(0,10)25,0*(75/100) = 60g
(de tête, à la louche)

2°) Étude de l’hypothèse 2.
a) Équilibrer l’équation-bilan de la réaction 2.
2H2S + SO2 à 3S + 2H2O. (réaction 2)
b) Montrer que la réaction 2 est une réaction d’oxydoréduction.
oxydoréduction <=> mise en jeu d'un couple oxydant/réducteur <=> échange d'électrons
Je vois pas trop l'échange d'électrons ici ; et pas envie de faire une étude du mécanisme réactionnel sur cette petite page. Dde plus, y a pas de charge, donc j'ai du mal à voir comment on peut se dire que c'est une oxydoréduction. Mais fais un schéma et étudie les mécanismes réactionnels, tu trouveras sûrement ;)

c) Quelle masse de soufre est obtenue lorsque V1 = 25,0 L de H2S gazeux réagit avec V2 = 15,0 L de SO2 gazeux ? On suppose un rendement de 100% pour cette réaction.

M = m/n <=> m = Mn <=> m = MCV
Or il faut 2 HS2 et 1 SO2 pour produire 3 S
On veut donc déterminer le réactif limitant :
Vm = V/n <=> n = V/Vm
soit n(SO2) = 15,0/24,0 = 0,6 mol
soit n(HS2) = 2(25/24) = 2,[schtroumphf] mol
Soit SO2 limitant la réaction
<=> m(S) = KkMn(SO2)
AN : m(S) = (100/100)3(32,1)0,6 = 60g 

Normalmeent,y  a pas d'erreurs. Tadaaaaa.
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