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Avancement d'une réaction chimique/Prévoir l’état final d’une transformation chimique

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Leçons de niveau 12
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Prévoir l’état final d’une transformation chimique
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Chapitre no 2
Leçon : Avancement d'une réaction chimique
Chap. préc. :Transformation et réaction chimique
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En raison de limitations techniques, la typographie souhaitable du titre, « Avancement d'une réaction chimique : Prévoir l’état final d’une transformation chimique
Avancement d'une réaction chimique/Prévoir l’état final d’une transformation chimique », n'a pu être restituée correctement ci-dessus.

Il est possible de prévoir plus ou moins facilement l’état final d’une transformation chimique, pour cela il est nécessaire de réaliser les étapes suivantes :

  1. Ecrire l’équation de la réaction chimique (écrire et mettre les états physiques et l’équilibrer)
  2. Déterminer les quantités de matières initiales des réactifs et des produits.
  3. Construire et remplir le tableau d’avancement correspondant à la réaction chimique.
  4. Déterminer le réactif limitant et l’avancement maximal (xmax)
    • Rémarque : Si tous les réactifs sont entièrement consommés, on dit alors qu’ils ont été introduits dans les proportions stœchiométriques.
  5. Déterminer les quantités de matières finales des espèces chimiques mises en jeu dans la réaction.
Exemple : En utilisant la méthode ci-dessus, retrouver la composition de l’état final de l’exemple du début du cours.
  1. L'équation de la réaction :
    C2H4O2 (aq) + HO− (aq) → H2O (l) + C2H3O2− (aq)
  2. Quantités de matières initiales des réactifs et produits :
    n(C2H4O2)i = 0,10 mol
    n(HO−)i = 0,08 mol
    n(H2O)i = 5,00 mol
    n(C2H3O2−)i = 0 mol
  3. Tableau d'avancement de la réaction :
    Equation de réaction C2H4O2 (aq) HO− (aq) H2O (l) C2H3O2− (aq)
    Etat initial n(C2H4O2)i n(HO−)i n(H2O)i n(C2H3O2−)i
    Etat intermédiaire n(C2H4O2)i − x n(HO−)i − x n(H2O)i + x n(C2H3O2−)i + x
    Etat final n(C2H4O2)i − xmax n(HO−)i − xmax n(H2O)i + xmax n(C2H3O2−)i + xmax
  4. On suppose que la réaction s’arrête lorsque la quantité de matière d’au moins un des réactifs est nulle, alors :
    • Si C2H4O2 est le réactif limitant alors :
    n(C2H4O2)f = 0
    ⇔ n(C2H4O2)i − xmax = 0
    ⇔ xmax = n(C2H4O2)i
    ⇔ xmax = 0,10 mol
    • Si HO− est le réactif limitant alors :
    n(HO−)f = 0
    ⇔ n(HO−)i − xmax = 0
    ⇔ xmax = n(HO−)i
    ⇔ xmax = 0,08 mol
    0,08 < 0,10, donc HO− est le réactif limitant et xmax = 0,08 mol.
  5. n(C2H4O2)f = n(C2H4O2)i − xmax = 0,10 − 0,08 = 0,02 mol
    n(HO−)f = n(HO−)i − xmax = 0,08 − 0,08 = 0 mol (réactif limitant)
    n(H2O)f = n(H2O)i + xmax = 5,00 + 0,08 = 5,08 mol
    n(C2H3O2−)f = n(C2H3O2−)i + xmax = 0 + 0,08 = 0,08 mol
 



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