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Propriétés physiques du dioxyde de carbone. Dioxyde de carbone: composition et masse molaire

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Formule chimique

Masse molaire CO 2, dioxyde de carbone 44.0095 g / mol

12 0107 + 15 99994 · 2

Parts de masse d'éléments en connexion

Utilisation du calculateur de masse molaire

  • Les formules chimiques doivent être administrées avec le registre
  • Les indices sont entrés en tant que nombre ordinaire
  • Le point sur la ligne médiane (signe de multiplication), utilisé, par exemple, dans des formules cristallines, est remplacé par un point normal.
  • Exemple: au lieu de cuso₄ · 5H₂O dans le convertisseur pour faciliter l'entrée, vous écrivez CUSO4.5H2O.

Calculatrice de masse molaire

Taupe

Toutes les substances sont constituées d'atomes et de molécules. En chimie, il est important de mesurer avec précision la masse de substances entrant dans la réaction et en résultant de celui-ci. Par définition, la mole est la quantité de substance contenant le même Éléments structurels (Atomes, molécules, ions, électrons et autres particules ou autres groupes), combien de particules ou autres groupes), combien de particules contiennent des atomes dans 12 grammes d'isotope de carbone avec du poids atomique relatif 12. Ce nombre est appelé constant ou nombre d'avogadro et égal à 6 02214129 (27) × 10² ³ mol⁻⁻.

Nombre d'avogadro N A \u003d 6.02214129 (27) × 10²³ mol⁻⁻

En d'autres termes, Mol est la quantité d'une substance égale à la masse de la somme des masses atomiques d'atomes et les molécules de substance multipliées par l'avogadro. L'unité de la quantité de substance mole est l'une des sept principales unités du système SI et est indiquée par Mol. Depuis le nom de l'unité et son symbole Il convient de noter que la désignation conditionnelle n'est pas inclinée, contrairement au nom de l'unité, qui peut être inclinée par les règles habituelles de la langue russe. Par définition, une mole de carbone pur-12 est exactement 12 g.

Masse molaire

Masse molaire - propriété physique Substances définies comme le rapport de la masse de cette substance à la quantité de substance dans les moles. Parlant autrement, c'est la masse d'une matière de prière. Dans le système système de la masse molaire est le kilogramme / mol (kg / mol). Cependant, les chimistes sont habitués à profiter d'une unité plus pratique de g / mol.

molaire masse \u003d g / mol

Masse molaire d'éléments et de connexions

Composés - substances constituées de divers atomes qui sont chimiquement liés à l'autre. Par exemple, les substances suivantes qui peuvent être trouvées dans la cuisine de toutes les hôtesse sont des composés chimiques:

  • naCl de sel (chlorure de sodium)
  • sucre (saccharose) C₁₂H₂₂O₁₁₁
  • vinaigre (solution acide acétique) CHOOOH

La masse molaire d'éléments chimiques dans les grammes sur la mole coïncide numériquement avec la masse des atomes de l'élément, exprimée en unités atomiques de masse (ou Dalton). La masse molaire des composés est égale à la somme des masses molaires des éléments, dont le composé est constitué en tenant compte du nombre d'atomes dans le composé. Par exemple, la masse molaire d'eau (H₂O) est approximativement égale à 2 x 2 + 16 \u003d 18 g / mol.

Masse moléculaire

Le poids moléculaire (l'ancien nom est le poids moléculaire) est la masse de la molécule, calculée comme la somme des masses de chaque atome, qui fait partie de la molécule multipliée par le nombre d'atomes de cette molécule. Le poids moléculaire est adimensionnelle La quantité physique est numériquement égale à la masse molaire. C'est-à-dire que le poids moléculaire diffère de la dimension de masse molaire. Malgré le fait que le poids moléculaire est une valeur sans dimension, il a toujours une valeur appelée unité atomique de masse (A.E.M.) ou Dalton (oui) et une masse approximativement égale d'un proton ou de neutron. L'unité atomique de masse est également numériquement égale à 1 g / mol.

Calcul de la masse molaire

La masse molaire est calculée de sorte:

  • les masses atomiques des éléments sur la table Mendeleev sont déterminées;
  • Publier une question dans TCTERMS Et dans quelques minutes, vous recevrez une réponse.

Substance S. formule chimique CO2 et poids moléculaire de 44,011 g / mol, qui peut exister en quatre états de phase - gazeux, liquide, solide et supercritique.

Condition gazeuse CO2 est couramment utilisée par "dioxyde de carbone". Pour pression atmosphérique Est-ce un gaz incolore sans couleur et odeur, à une température de +20? Avec une densité de 1 839 kg / m? (1.52 fois plus lourd que l'air) est bien soluble dans de l'eau (0,88 volume dans 1 volume d'eau), en interaction partielle de celui-ci avec la formation d'acide coalique. Cela fait partie de l'atmosphère en moyenne 0,035% en volume. Avec un refroidissement tranchant due à l'extension (détection) de CO2, il est capable de déménager immédiatement dans un état dur, en contournant la phase liquide.

Le dioxyde de carbone gazeux était auparavant stocké dans des golders de gaz fixes. Actuellement, cette méthode de stockage n'est pas appliquée; Le dioxyde de carbone dans la quantité requise est obtenu directement en place - par évaporation du dioxyde de carbone liquide dans le gazéificateur. Ensuite, le gaz peut facilement être tiré par n'importe quel pipeline de gaz sous pression 2-6 atmosphères.

L'état liquide de CO2 est le nom technique "dioxyde de carbone liquide" ou simplement "dioxyde de carbone". C'est une odeur de liquide incolore densité moyenne 771 kg / m3, qui n'existe que sous pression 3 482 ... 519 kPa à une température de 0 ... -56,5 degrés ("dioxyde de carbone à basse température"), ou sous pression 3 482 ... 7 383 kPa à un Température de 0 ... + 31.0 Hail («Dioxyde de carbone haute pression")). Le dioxyde de carbone haute pression obtient le plus souvent par compression gaz carbonique Avant la pression de condensation, en refroidissant avec de l'eau. Le dioxyde de carbone à basse température, qui est la principale forme de dioxyde de carbone pour la consommation industrielle, est le plus souvent obtenu le long d'un cycle de haute pression par refroidissement à trois étapes et étranglement dans des installations spéciales.

Avec une faible et moyenne consommation de dioxyde de carbone (haute pression), nous utilisons une variété de cylindres en acier pour le stockage et le transport (de la canopée des siphones ménagers aux capacités d'une capacité de 55 litres). Le plus courant est un cylindre de 40 l avec une pression de fonctionnement de 15 000 kPa, accueillant 24 kg de dioxyde de carbone. Pour les cylindres en acier, aucun soin supplémentaire n'est requis, le dioxyde de carbone est préservé sans perte pendant une longue période. Les cylindres de dioxyde de carbone haute pression sont peints en noir.

Avec une consommation importante, pour le stockage et le transport de dioxyde de carbone liquide à basse température, utilisez des réservoirs isothermes de la capacité la plus diversifiée, équipée de service installations réfrigérées. Il existe des réservoirs verticaux et horizontaux accumulés et horizontaux d'une capacité de 3 à 250 tonnes, transportés par des réservoirs d'une capacité de 3 à 18 tonnes. Les réservoirs verticaux Versa nécessitent la construction de la base et sont principalement utilisées dans des conditions. espace limité pour accueillir. L'utilisation de réservoirs horizontaux réduit les coûts des fondations, en particulier s'il existe une trame courante avec une station de dioxyde de carbone. Les réservoirs sont constitués d'un récipient soudé intérieur en acier à basse température et ayant une mousse de polyuréthane ou une isolation thermique sous vide; Boîtier extérieur en plastique, galvanisé ou d'acier inoxydable; Pipelines, raccords et dispositifs de contrôle. I. interne I. surfaces extérieures Le navire soudé est soumis traitement spécialCeci est réduit à la probabilité de corrosion de surface métallique. Dans des modèles importés coûteux, le boîtier hermétique extérieur est en aluminium. Utiliser des réservoirs fournit du ravitaillement et de la vidange de dioxyde de carbone liquide; stockage et transport sans perte de produit; contrôle visuel Masse et pression de travail Lors du remplissage, dans le processus de stockage et de délivrance. Tous les types de réservoirs sont équipés d'un système de sécurité multi-niveaux. Les vannes de sécurité vous permettent de vérifier et de réparer sans arrêter et vider le réservoir.

Avec une réduction instantanée de la pression sur l'atmosphère, se produisant pendant l'injection dans une chambre de dilatation spéciale (étranglage), le dioxyde de carbone est converti instantanément au gaz et la masse de la fine de forme de neige, qui est pressée et obtenu du dioxyde de carbone dans un état solide, qui porte un nom commun "Lode sec". À la pression atmosphérique est une masse vitreuse blanche d'une densité de 1 562 kg / m ?, avec une température de -78,5? C, qui sur plein air Sublimé - évapore progressivement, contourner l'état liquide. La glace sec peut également être obtenue directement sur des installations haute pression utilisées pour obtenir du dioxyde de carbone à basse température, des mélanges de gaz contenant du CO2 en une quantité d'au moins 75 à 80%. La capacité de refroidissement complète de la glace sec est presque 3 fois plus que dans la glace à eau et mesure 573,6 kj / kg.

Certains dioxyde de carbone sont généralement libérés dans des briquettes de 200? 100? 20-70 mm, dans des granules d'un diamètre de 3, 6, 10, 12 et 16 mm, rarement comme la poudre la plus fine (neige sèche »). Les briques, les granulés et la neige ne sont pas plus de 1 à 2 jours dans des installations de stockage fixes fixées, cassées en petits compartiments; Transport dans des conteneurs isothermes spéciaux avec soupape de sécurité. Les conteneurs de différents fabricants sont utilisés d'une capacité de 40 à 300 kg et plus. Les pertes de sublimation sont, en fonction de la température ambiante de 4 à 6% ou plus par jour.

Avec une pression de plus de 7,39 kPa et une température de plus de 31,6 degrés, le dioxyde de carbone est dans l'état dûment supercritique, dans lequel sa densité est comme un liquide, et la tension de la viscosité et de la surface est comme du gaz. Cette substance physique inhabituelle (fluide) est un excellent solvant non polaire. Le CO2 supercritique est capable d'extraire complètement ou de manière sélective tous les composants non polaires avec un poids moléculaire inférieur à 2 000 daltons: composés de terpène, cires, pigments, acides gras saturés à haute moléculaire et insaturé, alcaloïdes, vitamines et phytostérols gras et phytostérols. Les substances insolubles pour le CO2 supercritique sont la cellulose, l'amidon, les polymères organiques et inorganiques avec du poids moléculaire élevé, du sucre, des substances glycosidiques, des protéines, des métaux et des sels de nombreux métaux. Possédant des propriétés similaires, le dioxyde de carbone supercritique est de plus en plus utilisé dans l'extraction, la fractionnement et l'imprégnation des substances organiques et inorganiques. C'est aussi un organe de travail prometteur pour les machines thermiques modernes.

  • Gravité spécifique. La proportion de dioxyde de carbone dépend de la pression, de la température et de l'état d'agrégat dans lequel elle est située.
  • Température critique du dioxyde de carbone +31 degrés. La proportion de dioxyde de carbone à 0 degrés et une pression de 760 mm Hg. égal à 1, 9769 kg / m3.
  • Poids moléculaire du dioxyde de carbone 44.0. Le poids relatif du dioxyde de carbone par rapport à l'air est de 1,529.
  • Dioxyde de carbone liquide à des températures supérieures à 0 degrés. significativement plus léger que l'eau, et elle ne peut être stockée que sous pression.
  • La proportion de dioxyde de carbone solide dépend du procédé d'obtention. Dioxyde de carbone liquide lorsque le gel se transforme en glace sec, représentant transparent, vitreux solide. Dans ce cas, le dioxyde de carbone solide a la plus grande densité (quand pression normale Dans le navire, refroidi à moins 79 degrés, la densité est de 1,56). Le dioxyde de carbone solide industriel a couleur blanche, la dureté est proche de la craie,
  • sa proportion varie en fonction de la méthode d'obtention de 1,3 à 1,6.
  • Équation de statut.La relation entre le volume, la température et la pression du dioxyde de carbone est exprimée par l'équation
  • V \u003d r t / p - a, où
  • V - volume, m3 / kg;
  • R - Constante à gaz 848/44 \u003d 19 273;
  • T - température, grêle;
  • p pression, kg / m2;
  • A est un terme supplémentaire caractérisant la déviation de l'équation de l'état pour le gaz idéal. Il est exprimé par la dépendance A \u003d (0, 0825 + (1.225) 10-7 P) / (T / 100) 10/3.
  • Triple dioxyde de carbone. Le triple point est caractérisé par une pression de 5,28 à (kg / cm2) et une température moins de 56,6 degrés.
  • Le dioxyde de carbone peut être dans les trois états (solide, liquide et gazeux) uniquement au point triple. Aux pressions inférieures à 5,28 ATA (kg / cm2) (ou à des températures inférieures à moins de 56,6 degrés.) Le dioxyde de carbone ne peut être situé que dans des états solides et gazeux.
  • Dans la paire de la zone de puce, c'est-à-dire Au-dessus du triple point, les relations suivantes sont valides.
  • je "x + i" "y \u003d i,
  • x + y \u003d 1, où,
  • x et y - la fraction de la matière sous forme de liquide et de vapeur;
  • i "- liquide en entraves;
  • je "" - Couple d'enthalpie;
  • i - enthalpie du mélange.
  • Pour ces valeurs, il est facile d'identifier les valeurs de x et y. En conséquence, les équations suivantes seront valables pour la région sous le triple point:
  • i "" Y + I "" Z \u003d I,
  • y + z \u003d 1, où,
  • i "" - enthalpie de dioxyde de carbone solide;
  • z est une fraction d'une substance dans un état solide.
  • Dans le triple point pour les trois phases, il y a aussi deux équations
  • i "x + i" "y + i" "" z \u003d i,
  • x + y + z \u003d 1.
  • Connaissant le I, "I", "I" "" "" "Pour un triple point et que les équations ci-dessus peuvent être déterminées par l'enthalpie de mélange pour tout point.
  • Capacité thermique. La capacité de chaleur du dioxyde de carbone à une température de 20 degrés. et 1 ata est
  • Cf \u003d 0,202 et cv \u003d 0,156 kcal / kg * grêle. Indicateur Adiabuding K \u003d 1.30.
  • La capacité de chaleur du dioxyde de carbone liquide dans la plage de température de -50 à +20 degrés. Il est caractérisé par les valeurs suivantes, KCAL / kg * Hail. :
  • Hay.s -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20
  • Mer, 0,47 0,49 0,515 0,514 0,517 0,6 0,64 0,68
  • Point de fusion. La fusion du dioxyde de carbone solide se produit à des températures et de pressions correspondant au point triple (T \u003d -56,6 degrés. Et p \u003d 5,28 ATA) ou au-dessus de celui-ci.
  • En dessous du triple point, des sublimes de dioxyde de carbone solide. La température de sublimation est une fonction de pression: sous pression normale, il est égal à -78,5 degrés., Sous vide, il peut être de -100 degrés. et plus bas.
  • Enthousiasme. L'enthalpie de la paire de dioxyde de carbone dans une large gamme de températures et de pressions est déterminée par l'équation du Planck et de Kuprisanov.
  • i \u003d 169.34 + (0,1955 + 0.000115T) T - 8,3724 P (1 + 0,007424P) / 0,01t (10/3), où
  • I - KCAL / KG, P - KG / CM2, T - HADES.K, T - HAY
  • L'enthalpie de dioxyde de carbone liquide à tout moment peut être facilement déterminée en soustrayant de l'enthalpie d'une paire saturée de la magnitude de la chaleur cachée de la vaporisation. De même, la chaleur cachée de sublimation, vous pouvez déterminer l'enthalpie de dioxyde de carbone solide.
  • Conductivité thermique. Conductivité thermique du dioxyde de carbone à 0 degrés. Il est 0,012 kcal / m * heure * Hail * et à des températures -78 degrés. Il diminue à 0,008 kcal / m * heure * HAY.
  • Données sur la conductivité thermique du dioxyde de carbone dans 10 4 cuillères à soupe. Kcal / m * heure * hottes. Avec des températures plus sont présentées dans la table.
  • Pression, kg / cm2 10 degrés. 20 degrés. 30 degrés. 40 degrés.
  • Dioxyde de carbone gazeux
  • 1 130 136 142 148
  • 20 - 147 152 157
  • 40 - 173 174 175
  • 60 - - 228 213
  • 80 - - - 325
  • Dioxyde de carbone liquide
  • 50 848 - - -
  • 60 870 753 - -
  • 70 888 776 - -
  • 80 906 795 670
    La conductivité thermique du dioxyde de carbone solide peut être calculée par la formule:
    236.5 / T1,216 St., kcal / m * heure * Hay.
  • Le coefficient d'expansion thermique.Le coefficient de volume d'expansion et de dioxyde de carbone solide est calculé en fonction de la variation de la densité et de la température spécifique. Le coefficient de dilatation linéaire est déterminé par expression b \u003d A / 3. Dans la plage de température de -56 à -80 degrés. Les coefficients ont les valeurs suivantes: A * 10 * 5st. \u003d 185.5-117.0, B * 10 * 5 s. \u003d 61.8-39.0.
  • Viscosité. Viscosité du dioxyde de carbone 10 * 6e. En fonction de la pression et de la température (kg * sec / m2)
  • Pression, ATA -15 degrés. 0 degrés. 20 degrés. 40 degrés.
  • 5 1,38 1,42 1,49 1,60
  • 30 12,04 1,63 1,61 1,72
  • 75 13,13 12,01 8,32 2,30
  • Constante diélectrique.La constante diélectrique de dioxyde de carbone liquide à 50 - 125 ATI se situe dans la plage de 1 6016 - 1,6425.
  • Constante diélectrique de dioxyde de carbone à 15 degrés. et la pression 9.4 - 39 ATI 1 009 - 1 060.
  • Teneur en humidité du dioxyde de carbone. La teneur en vapeur d'eau dans le dioxyde de carbone humide est déterminée à l'aide de l'équation,
  • X \u003d 18/44 * p '/ p - p' \u003d 0,41 p '/ p - P' kg / kg, où
  • p '- pression partielle de la vapeur d'eau à 100% de saturation;
  • p est la pression totale du mélange de paro-gaz.
  • La solubilité du dioxyde de carbone dans l'eau. La solubilité des gaz est mesurée par des volumes de gaz donnés à des conditions normales (0 degrés, C et 760 mm Hg. Art.) Sur le volume de solvant.
  • La solubilité du dioxyde de carbone dans l'eau à des températures modérées et des pressions allant jusqu'à 4-5 ATI est soumise à la loi de Henry, qui est exprimée par l'équation
  • P \u003d h x, où
  • P - pression gazeuse partielle sur liquide;
  • X - la quantité de gaz dans les moles;
  • N - Coefficient Henry.
  • Dioxyde de carbone liquide en tant que solvant.La solubilité de l'huile de lubrification dans du dioxyde de carbone liquide à une température de -20 AD. jusqu'à +25 degrés. 0,388 g de 100 CO2,
  • et augmente à 0,718 g de 100 g de CO2 à une température de +25 degrés. DE.
  • Solubilité dans l'eau dans le dioxyde de carbone liquide dans la plage de température de -5,8 à +22,9 degrés. Ce n'est pas supérieur à 0,05% en poids.

Technique de sécurité

Selon le degré d'impact sur le corps humain, le gaz de dioxyde de carbone appartient à la 4e année de danger selon GOST 12.1.007-76 " Substances dangereuses. Classification I. exigences générales Sécurité. Concentration maximale admissible dans l'air zone de travail Non établi, lors de l'évaluation de cette concentration, il est nécessaire de se concentrer sur les normes pour les mines de charbon et d'ozokerite, établies à moins de 0,5%.

Lors de l'application de la glace sèche, lorsque vous utilisez des vaisseaux avec du dioxyde de carbone à basse température liquide, assurez-vous de respecter les mesures de sécurité, empêchant ainsi les engelures des mains et d'autres parties de l'employé.

Définition

Oxyde de carbone (IV) (dioxyde de carbone) Dans des conditions normales est un gaz incolore, plus lourd que l'air, thermiquement stable, et lorsqu'il est comprimé et refroidissant, il est facilement traduit en liquide et solide ("glace sèche") de l'état.

La structure de la molécule est illustrée à la Fig. 1. Densité - 1,997 g / l. Il est mal soluble dans l'eau, réagissant partiellement avec elle. Affiche les propriétés acides. Restaure les métaux actifs, l'hydrogène et le carbone.

Figure. 1. La structure de la molécule de dioxyde de carbone.

Dioxyde de carbone brut de formule - CO 2. Comme on le sait, le poids moléculaire de la molécule est égal à la somme des masses atomiques relatifs des atomes faisant partie de la molécule (les valeurs des masses atomiques relatives prélevées à partir du tableau périodique DI MENDELEEV, arrondi aux entiers) .

M. (CO 2) \u003d AR (c) + 2 × AR (O);

M. (CO 2) \u003d 12 + 2 × 16 \u003d 12 + 32 \u003d 44.

Définition

Masse molaire (m) - Ceci est une masse de 1 mole de substance.

Facile de montrer que valeurs numériques La masse molaire m et le poids moléculaire relatif m r est égale, mais la première valeur comporte des dimensions [M] \u003d g / mol, et la seconde est sans dimension:

M \u003d n A × m (1 molécules) \u003d N A × m × 1 ae.m. \u003d (N a × 1 ae.m.) × m r \u003d × m r.

Cela signifie que la masse molaire de dioxyde de carbone est de 44 g / mol.

La masse molaire de la substance dans l'état gazeux peut être déterminée à l'aide du concept de son volume molaire. Pour cela, le volume occupé dans des conditions normales par une certaine masse de cette substance, puis calculer la masse de 22,4 litres de cette substance dans les mêmes conditions.

Pour atteindre cet objectif (calcul de la masse molaire), l'équation de l'état du gaz idéal (équation de Mendeleev-Klapairone) est possible:

où p est la pression de gaz (PA), V - le volume de gaz (m 3), M - masse de la substance (g), masse molaire de la substance (g / mol), température absolue (k ), R - constante de gaz universelle égale à 8 314 j / (mol × k).

Exemples de résolution de problèmes

Exemple 1.

La tâche Faire la formule du composé de cuivre avec de l'oxygène, si le rapport de masse des éléments de celui-ci m (Cu): M (O) \u003d 4: 1.
Décision

Nous trouvons les masses molaires de cuivre et d'oxygène (les valeurs des masses atomiques relatifs provenant du tableau périodique de D.I. Mendeleev arrondi aux entiers). On sait que m \u003d M., cela signifie m (Cu) \u003d 64 g / mol et m (O) \u003d 16 g / mol.

n (cu) \u003d m (Cu) / m (UC);

n (cu) \u003d 4/64 \u003d 0,0625 mol.

n (o) \u003d m (o) / m (o);

n (o) \u003d 1/16 \u003d 0,0625 mol.

Nous trouverons une attitude molaire:

n (cu): n (o) \u003d 0,0625: 0.0625 \u003d 1: 1,

ceux. La formule du composé de cuivre avec de l'oxygène a le type de Cuo. C'est l'oxyde de cuivre (II).

Répondre Cuo.

Exemple 2.

La tâche Faire la formule du composé de fer avec gris si le rapport de masse des éléments de celui-ci m (Fe): m (s) \u003d 7: 4.
Décision Afin de savoir quel type de relation sont éléments chimiques Dans le cadre de la molécule, il est nécessaire de trouver leur quantité de substance. Il est connu que pour trouver la quantité de substance devrait utiliser la formule:

Nous trouverons les masses molaires de fer et de soufre (les valeurs des masses atomiques relatifs provenant du tableau périodique de D.I. Mendeleev, arrondi aux entiers). On sait que m \u003d mr, cela signifie m (s) \u003d 32 g / mol, et m (Fe) \u003d 56 g / mol.

Ensuite, la quantité de substance de ces éléments est la suivante:

n (s) \u003d m (s) / m (s);

n (s) \u003d 4/32 \u003d 0,125 mol.

n (fe) \u003d m (fe) / m (fe);

n (fe) \u003d 7/56 \u003d 0,125 mol.

Nous trouverons une attitude molaire:

n (Fe): n (s) \u003d 0,125: 0,125 \u003d 1: 1,

ceux. La formule de composition de cuivre avec de l'oxygène a une forme de FES. C'est le sulfuré de fer (II).

Répondre Fes.


 


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Une variété d'organismes est habitée dans une prairie: Hawk-tante, peluche ordinaire, courroie courante, prairie de trèfle et chou papillon ...

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