Fiche méthode : le tableau d`avancement

La mesure en chimie
Fiche méthode : le tableau d'avancement
1S
1
Équation de réaction
a Ab B c Cd D
Avant son étude, la réaction doit être obligatoirement équilibrée. A et B sont les réactifs : ils sont consommés au
cours de la réaction. C et D sont les produits : ils sont créés au cours de la réaction. a , b , c et d sont les coefficients
stœchiométriques.
2
Calcul des quantités de matière initiales
i
i
Ce sont les quantités de matière avant la réaction. On note n A la quantité de matière initiale de A et même n B
i
i
pour B , n C pour C et n D pour D (on a mis i en exposant pour « initial »).
On peut les calculer à partir d'une masse (avec la masse molaire) ou d'un volume d'un gaz (avec la volume molaire).
En général, les produits sont absents avant la réaction donc les quantités de matières initiales sont nulles.
3
Tableau d'avancement
3.1 Remplir l'état initial (avant réaction).
Équation de la réaction
aA
bB

cC

dD

État du système
Avancement x
(mol)
nA
(mol)
nB
(mol)
nC
(mol)
nD
(mol)
État initial
0
nA
i
nB
i
nC
i
nD
i
3.2 Remplir l'état en cours de réaction.
L'avancement est une sorte de coordonnée (en mol ). Elle représente l'étape intermédiaire entre le début de la
réaction et sa fin.
Il faut résonner sur une mole de matière :
✔ Pour une mole d'avancement, on perd a mol de A .
✔ Pour une mole d'avancement, on perd b mol de B .
✔ Pour une mole d'avancement, on gagne c mol de C .
✔ Pour une mole d'avancement, on gagne d mol de D .
Équation de la réaction
aA
bB

cC

dD

État du système
Avancement x
(mol)
nA
(mol)
nB
(mol)
nC
(mol)
nD
(mol)
État initial
0
nA
i
nB
i
nC
i
nD
État en cours de
réaction
x
n A−a x
n B−b x
n C c x
n Dd x
✔
✔
✔
✔
i
i
Donc pour un avancement de x :
Pour un avancement de x , on perd a x mol de A .
Pour un avancement de x , on perd b x mol de B .
Pour un avancement de x , on gagne c x mol de C .
Pour un avancement de x , on gagne d x mol de D .
Année 2008/2009 - 1
i
i
i
Fiche méthode : le tableau d'avancement
3.3 Détermination de la fin de la réaction.
aA
Équation de la réaction
bB

cC

dD

État du système
Avancement x
(mol)
nA
(mol)
nB
(mol)
nC
(mol)
nD
(mol)
État initial
0
nA
i
nB
i
nC
i
nD
État en cours de
réaction
x
n A−a x
n B−b x
n C c x
n Dd x
État final
x max
n A =nA −a x max
i
f
i
i
f
i
n B =n B −b x max
i
i
f
i
nC =n C c xmax
i
f
i
n D=n Dd x max
On part d'une constatation simple : une réaction s'arrête si un des réactifs est entièrement consommé (sa quantité de
matière est alors nulle).
On calcule successivement l'avancement pour la disparition de chacun des réactifs :
Cas pour A
Cas pour B
f
f
A a entièrement disparu donc n A =0 mol . on en déduit
B a entièrement disparu donc n B =0 mol . on en déduit
i
i
n A−a x max  A=0
n B−b x max  B=0
i
i
nA
n
et enfin x max  A=
et enfin x max  B= B
a
b
Ensuite on prend la valeur de x max la plus petite et elle devient l'avancement maximal de la réaction.
Le réactif qui a disparu est appelé le réactif limitant.
Le réactif restant est appelé le réactif en excès.
Remarque : si les deux réactifs disparaissent pour le même avancement, on dit qu'ils sont dans les proportions
i
i
n
n
f
f
stœchiométriques. Donc, dans ce cas, n A =n B =0 (les deux réactif ont disparus). On en déduit x max = A = B .
a b
i
i
nA n B
à retenir : proportions stœchiométriques →
=
a
b
4
Calcul des quantités de matières finales
f
f
f
f
On calcule les quantité de matières finales n A , n B , nC et n D en suivant les indications du tableau.
Année 2008/2009 - 2