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BLOG 04 : EXERCICES CORRIGES DE SCIENCES PHYSIQUES EN PREMIERE S et ANNALES CORRIGEES en L / ES

» Xxx- ANCIEN PROGRAMME: EXERCICES CORRIGES CHIMIE PREMIERE S ET FICHE REVISION AI - FICHE REVISION AIDE CHIMIE PREMIERE

FICHE REVISION AIDE CHIMIE PREMIERE 5 A quoi sert un tableau d'avancement?


2 Avril 2007 Consulté 68729 fois
résumé - 1ère S - Chimie
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A QUOI SERT UN TABLEAU D'AVANCEMENT ?

Un tableau d'avancement permet de suivre l'évolution de la transformation chimique.

EQUATION BILAN DE LA TRANSFORMATION

Dans le temps, des réactifs disparaissent et des produits se forment.

Réactif A + réactif B  = produit C + produit D

En écrivant l'équation bilan de la transformation chimique on pose les symboles et on les affecte de coefficients stoechiométriques de manière à ce qu'il n'y ait pas de perte d'éléments ni de charge électrique lorsqu'il y a des ions.

Ces coefficients sont très importants car ils jouent un rôle essentiel lors de la réaction.

Dans un tableau d'avancement, on note l'équation bilan, l'état initial (instant t=0) , l'état intermédiaire (instant quelconque t) et état final (instant tf).

Exemple : combustion de l'éthanol s'écrit : C2H6O + O2 = CO2 + H2O   il faut équilibrer l'équation , elle devient :C2H6O + 3 O2 = 2CO2 + 3H2O

INTERPRETATION DE L'EQUATION

Quand l'éthanol brûle dans le O2 au niveau des molécules cela signifie :

1 molécule d'éthanol réagit avec 3 molécules de O2 pour former 2 molécules de CO2 et 3 molécules d'eau.(1,3,2,3) sont les coefficients stoechiométriques.

Maintenant, on parle en grande quantité de molécules , on fait des « paquets » ; on va raisonner sur les « moles » :

1 mole de molécules d'éthanol réagit avec 3 moles de molécules de O2 pour former 2 moles de molécules de CO2 et 3 moles de molécules d'eau.

Le mot « molécules » est souvent retiré dans les phrases, cela devient :

1 mole d'éthanol réagit avec 3 moles de O2 pour former 2 moles  de CO2 et 3 moles d'eau.

(1,3,2,3)

Au début d'une transformation, on a un certain nombre de mole « n » de réactifs pouvant prendre n'importe quelle valeur dans un exercice mais on tient  compte de la proportionnalité : (1,3,2,3) d'où l'utilité du tableau d'avancement à tout instant t :

LE TABLEAU D'AVANCEMENT

Equation

a A

bB

=   cC

+ dD

Etat initial

x = 0

Etat interméd.

x

Etat final

x max

A, B sont les réactifs; C et D sont les produits.

a,b,c,d  sont les coefficients stoechiométriques.

x appelé avancement correspond à une quantité de matière donc à un nombre de mole perdu par les réactifs et gagné par les produits au cours du temps en tenant compte de la proportionnalité (  ,  ,  ,  ).

ETAPES POUR REMPLIR LE TABLEAU D'AVANCEMENT

A l'état initial , puisque la transformation n'a pas encore démarrée x = 0  (il n'y a ni perte ni gain de mole)

Au cours de la transformation,x va augmenter jusqu'à une valeur maximale noté xmax  à l'état final.

Exemple avec la transformation : C2H6O + 3 O2 = 2CO2 + 3H2O

Tableau d'avancement :

Equation

C2H6O

+  3 O2

=   2CO2

+ 3H2O

Etat initial

x = 0

Etat interméd.

x

Etat final

x max

A l'état initial, on a placé un certain nombre de mole d'éthanol n1 et d'oxygène n2 ; il n'y a pas encore de CO2 ni d'eau donc n = 0   :

Equation

C2H6O

+  3 O2

=   2CO2

+ 3H2O

Etat initial

x = 0

n1

n2 

0

0

Etat interméd.

x

Etat final

x max

Au cours du temps, c'est à dire dans l'état intermédiaire, x va croitre. L'éthanol va perdre x mole et le O2 va en perdre 3 fois plus (car coefficient 3 ) donc : va perdre 3x mole. Il va se former 2x mole (car coefficient 2) de CO2 et 3x mole (car coefficient 3) de H2O .

On a respecté la proportionnalité (1,3,2,3)

Equation

C2H6O

+  3 O2

=   2CO2

+ 3H2O

Etat initial

x = 0

n1

n2 

0

0

Etat interméd.

x

n1-x

n2 –3x

2x

3x

Etat final

x max

Pour l'état final, l'éthanol va perdre xmax mole et le O2 va en perdre 3 fois plus (car coefficient 3 ) donc : va perdre 3xmax mole. Il va se former 2xmax mole (car coefficient 2) de CO2 et 3xmax mole (car coefficient 3) de H2O .

On a respecté la proportionnalité (1,3,2,3)

A l'état final, l'avancement x atteint une valeur maximale xmax . La réaction est terminée.

Equation

C2H6O

+  3 O2

=   2CO2

+ 3H2O

Etat initial

x = 0

n1

n2 

0

0

Etat interméd.

x

n1-x

n2 –3x

2x

3x

Etat final

x max

n1-xmax

n2 –3xmax

2xmax

3xmax

TROUVER LA VALEUR DE xmax.

Tout dépendra de la quantité des réactifs. Quand on ne sait pas ce qui va rester , il faut raisonner ainsi :

On suppose que les réactifs ont été placés dans les proportions stoechiométriques : c'est à dire qu'à la fin de la transformation, ils ont tous disparus.

Donc à l'état final : le nombre de mole d'éthanol est nul : n1f = 0   et le nombre de O2 aussi : n2f = 0.

D'après le tableau d'avancement : n1f = 0 = n1-xmax    il vient : xmax = n1

D'après le tableau d'avancement : n2f = 0 = n2-3xmax    il vient : xmax =n2 / 3

Alors xmax = n1 = n2 /3

La réaction s'arrête lorsqu'on a atteint celle valeur xmax.

MAIS ….

Souvent les réactifs n'ont pas été placés dans les proportions stoechiométriques, c'est à dire qu'à la fin de la transformation il reste au moins un des réactifs : donc n1 n'est pas égal à n2 / 3.

Il faut donc chercher la valeur de xmax  la plus petite.

ASTUCE : Le réactif qui donnera la valeur de xmax  la plus petite arrêtera la réaction. Quand il n'y a plus de réactif A alors la transformation entre A et B ne peut plus se faire.

EXEMPLE  avec notre équation bilan :

On a initialement 0,2 mol d'éthanol et 0,3 mol de dioxygène. On remplit le tableau avec ces valeurs.

Equation

C2H6O

3 O2

=   2CO2

+ 3H2O

Etat initial

x = 0

0,2

0,3

0

0

Etat interméd.

x

0,2 - x

0,3 –3x

2x

3x

Etat final

x max

0,2-xmax

0,3 –3xmax

2xmax

3xmax

Quel est le réactif qui va arrêter la réaction = quel est le réactif limitant ?

RECHERCHE DU xmax  

Soit c'est C2H6O le réactif limitant , soit c'est le O2.

Donc soit 0,2 – xmax = 0      soit 0,3 – 3xmax = 0     il vient

Soit          xmax = 0,2mol      soit    xmax = 0,3 / 3 = 0,1 mol.

Le xmax le plus petit est xmax= 0,1mol  donc le réactif limitant est celui qui a donné cette valeur : ici c'est le O2.

Remarque  ! : ce n'est pas parce que le O2 a été introduit en plus grande quantité qu'il n'est pas le réactif limitant !

RECHERCHE DES QUANTITES FINALES

On remplace la valeur de xmax à l'état final dans le tableau et on obtient les quantités des réactifs et des produits formés.

Equation

C2H6O

+  3 O2

=   2CO2

+ 3H2O

Etat initial

x = 0

0,2

0,3

0

0

Etat interméd.

x

0,2 - x

0,3 –3x

2x

3x

Etat final

x max

0,2-0,1 = 0,1

0,3 –3.0,1 = 0

2.0,1 = 0,2

3.0,1 = 0,3

A la fin de la transformation , il n'y  plus de O2. Il reste 0,1 mol d'éthanol. Il s'est formé 0,2 mol de CO2 et 0,3 mol de H2O.

fiche méthode un peu plus complexe à voir : ici

stephy72 ...............................  www.intellego.fr

12 commentaires

Ce document a été mis en ligne par stephy72, Professeur Physique Chimie.

Mettez une note et laissez un commentaire.
L'auteur sera informé automatiquement par email.

très utile ce document, merci beaucoup!

Le 18 Août 2007, par nico.m, Elève L1

Super cours et super exercices!!! Ca m a beaucoup aider pour préparer mes epreuves de debut d année merci !!!!

Le 28 Août 2007, par cam58, Elève 1ère S

[size=8px]merci pour ce cours, il est très complet, clair et explicite. J'ai pu enfin comprendre la construction d'un tableau d'avancement.[/size]

Le 9 Octobre 2007, par bguiguib, Elève 1ère S

[b]Merci pour cette super fiche de revision très complete !! [color=red]:-)

Le 1 Mai 2008, par La-pêche63, Elève 2nde

[color=orange]c'est super!! merci d'avoir pris le ltemps de mettre ce cours en ligne!![/color]

Le 3 Octobre 2008, par cead09, Elève BTS

(Modifié le 03/10/2008 15:16:50)





stephy72

Professeur Physique Chimie

Sur intellego depuis le
15 Février 2007

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