Cours de Première sur l’avancement d’une réaction chimique
Stœchiométrie
- L’équation chimique est l’écriture symbolique d’une réaction chimique.
Si A et B désignent les réactifs et si C et D désignent les produits, alors l’équation de la réaction s’écrit :
a, b, c et d sont les nombres stœchiométriques.
Exemple :
- Lors d’une transformation chimique, les réactifs réagissent toujours dans les mêmes proportions, qui correspondent aux nombres stœchiométriques.
Exemple : La consommation de 1 mole de dioxygène s’accompagne de la consommation de 2 moles de dihydrogène. Il se forme dans le même temps 2 moles d’eau.
Détermination de l’état final d’un système chimique
- L’avancement de la réaction est une grandeur qui permet de suivre l’évolution des quantités de matières des réactifs et des produits entre l’état initial et final. L’avancement est noté x, il s’exprime en mol.
- A l’état initial, la transformation n’a pas débuté et x = 0 mol. A l’état final, la transformation est achevée et l’avancement est maximal : .
- Un tableau d’avancement permet de présenter de façon synthétique l’évolution des quantités de matière des réactifs et des produits.
- L’état final est atteint lorsque l’un des réactifs est entièrement consommé et que la transformation cesse. Ce réactif est appelé réactif limitant.
- Pour déterminer l’avancement maximal, on formule deux hypothèses :
- Soit A le réactif limitant et dans ce cas, sa quantité de matière à l’état final est nulle :
- Soit B le réactif limitant et dans ce cas, sa quantité de matière à l’état final est nulle :
- L’avancement maximal correspond à la plus petite de ces deux valeurs.
Mélange stœchiométrique
Il existe un état final du système particulier pour lequel les réactifs seront tous entièrement consommés dans l’état final. Le mélange initial est alors stœchiométrique : les quantités initiales des réactifs sont dans les proportions des nombres stœchiométriques de l’équation.
Pour que A soit entièrement consommé, il faut que :
Pour que B soit entièrement consommé, il faut que :
Le mélange initial des réactifs est donc stœchiométrique si :
