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Etude de Chimie

Calcul du Dioxyde de Carbone dans l’Air

Calcul du Dioxyde de Carbone dans l’Air

Comprendre le Calcul du Dioxyde de Carbone dans l’Air

L’augmentation de la concentration de dioxyde de carbone (CO₂) dans l’atmosphère est une préoccupation majeure en raison de son impact sur le changement climatique.

Les scientifiques utilisent diverses méthodes pour mesurer et analyser les concentrations de CO₂ pour mieux comprendre ces impacts.

Vous allez calculer la concentration de CO₂ dans un échantillon d’air collecté dans une zone urbaine.

Données Fournies :

  • Volume de l’échantillon d’air : 2.5 L
  • Masse de CO₂ capturée après absorption par une solution de KOH : 0.046 g
  • Température de l’air lors de l’échantillon : 25°C
  • Pression atmosphérique : 101.3 kPa

Question :

Calculer la concentration de CO₂ dans l’échantillon d’air en parties par million (ppm) et discuter des implications environnementales de cette concentration pour une zone urbaine.

Correction : Calcul du Dioxyde de Carbone dans l’Air

Étape 1 : Calcul du nombre de moles de CO₂

Pour trouver le nombre de moles de dioxyde de carbone capturé, nous utilisons la masse de CO\(_2\) et la masse molaire du CO\(_2\). La masse molaire du CO\(_2\) est de 44.01 g/mol.

\[ n = \frac{\text{Masse de CO}_2}{M_{\text{CO}_2}} \] \[ n = \frac{0.046 \text{ g}}{44.01 \text{ g/mol}} \] \[ n \approx 0.001045 \text{ moles} \]

Étape 2 : Calcul de la concentration de CO\(_2\) dans l’échantillon

Le volume de l’échantillon d’air est de 2.5 litres. Pour obtenir la concentration de CO\(_2\), on divise le nombre de moles de CO\(_2\) par le volume de l’échantillon.

\[ \text{Concentration} = \frac{n}{\text{Volume de l’air}} \] \[ \text{Concentration} = \frac{0.001045 \text{ moles}}{2.5 \text{ L}} \] \[ \text{Concentration} = 0.000418 \text{ moles/L} \]

Étape 3 : Conversion en ppm

La conversion en ppm est effectuée en multipliant la concentration molaire par 24.45, qui est le facteur de conversion à 25°C et 1 atm pour passer de moles par litre à ppm.

\[ \text{CO}_2 \text{ ppm} = 0.000418 \text{ moles/L} \times 24.45 \] \[ \text{CO}_2 \text{ ppm} \approx 10.22 \text{ ppm} \]

Discussion et Implications Environnementales

Résultats : La concentration de CO₂ dans l’échantillon d’air collecté est d’environ 10.22 ppm. Cette valeur est relativement basse comparée aux niveaux moyens globaux, qui sont généralement autour de 400 ppm.

Cependant, il est important de noter que des concentrations locales peuvent varier significativement, et des valeurs plus élevées pourraient être observées dans des conditions différentes ou à d’autres moments.

Implications Environnementales :

  • Surveillance de la qualité de l’air : La mesure des concentrations de CO₂ est essentielle pour surveiller et évaluer la qualité de l’air urbain, surtout dans les zones densément peuplées où la production de CO₂ peut être plus élevée en raison de la circulation automobile et de l’activité industrielle.
  • Santé Publique : Des niveaux élevés de CO₂ peuvent contribuer à l’effet de serre et au changement climatique, affectant indirectement la santé publique par des changements environnementaux.
  • Gestion de la Pollution : Ces mesures peuvent aider à développer et à ajuster des stratégies pour réduire les émissions de gaz à effet de serre dans les zones urbaines, par exemple en promouvant les transports publics et les véhicules électriques.

Réflexion : La surveillance régulière des niveaux de CO₂ aide non seulement à comprendre les tendances climatiques, mais aussi à prendre des mesures proactives pour améliorer la qualité de l’air et protéger la santé publique. L’engagement des autorités locales et des citoyens est crucial pour le succès de ces initiatives.

Calcul du Dioxyde de Carbone dans l’Air

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