état final

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COULEURS ET IMAGES
Ch 5 : Changement de couleur et
réaction chimique
PARTIE 2: Avancement
d’une réaction chimique
I) Description d’un système chimique
Lors d’une transformation chimique, la composition du système chimique
évolue d’un état initial à un état final.
L’état initial : instant où les espèces du système chimique sont mises en contact
L’état final : instant où la composition du système chimique n’évolue plus
Pour rappel, l’état d’un système chimique est décrit à un instant donné en
indiquant:
- la nature des espèces chimiques et leur état physique;
- la quantité de matière des différentes espèces
- la température et la pression
II) Proportions stoechiométriques
« Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme »
Rappel, une équation de réaction chimique s’écrit comme
ceci:
Réactifs  Produits
On définit les « nombres stoechiométriques » comme
étant les proportions dans lesquelles les réactifs sont
consommés et les produits apparaissent
Antoine Lavoisier,
chimiste Français,
1743-1794
Si les réactifs sont consommés à l’état final, le mélange est dit stoechiométrique.
Exemple : Equilibrons les nombres stoechiométriques
1 I2 (aq) + 2 S2O32- (aq)  2 I- (aq) + 1 S4O62- (aq)
III) Avancement de la réaction
Définition : Avancement d’une réaction, noté x, exprimée en mol:
grandeur permettant de décrire l’évolution des quantités de matières d’un
système chimique au cours d’une transformation.
Etat initial: x = 0 mol
Etat final: x = xmax
IV) Réactif limitant
Lorsque le mélange des réactifs n’est pas stoechiométrique, un des réactifs
peut avoir été totalement consommé alors qu’au moins, un des autres est
encore présent.
On appelle réactif limitant, le réactif totalement consommé. Les autres
réactifs sont en excès.
Méthode de détermination du réactif limitant :
Soit la réaction chimique suivante :
a.A + b.B  c.C + d.D
- Le réactif A est limitant si ni(A)/a < ni(B)/b
- Le réactif B est limitant si ni(B)/b < ni(A)/a
- Le mélange est stoechiométrique si ni(A)/a = ni(B)/b
ni représentant la quantité de matière initiale d’une espèce.
V) Description de l’état final
Les quantités de matières de réactifs restant à l’état final s’obtiennent par
différence entre la quantité de matière initiale ni et la quantité consommée
Soit la réaction chimique suivante :
a.A + b.B  c.C + d.D
ayant atteint l’avancement xf , les quantités de matières nf des espèces
chimiques présentes dans le système à l’état final sont données par :
- nf(A) = ni(A) – a . xf
- nf(B) = ni(B) – b . xf
- nf(C) = c . xf
- nf(D) = d . xf
Si A est le réactif limitant alors
ni(A) – a . xf = 0 soit xf = ni(A) / a
VI) Tableau d’avancement
Tableau d’avancement : il décrit l’évolution des quantités de matière, de l’état
initial à l’état final, en fonction de l’avancement x.
De manière générale :
Equation
a. A
+
b. B

c.C
+
d.D
Etat
Avancement
Quantité de matière (mol)
Initial
xi =0
ni(A)
ni(B)
0
0
En cours
xf
ni(A)-a.xf
ni(B) –b.xf
c.xf
d.xf
Final
xf =xmax
ni(A)-a.xmax
ni(B) –b.xmax
c.xmax
d.xmax
VII) Exemple détaillé
Soit la réaction chimique suivante :
1 I2 (aq) + 2 S2O32- (aq)
Equation
 2 I- (aq) + 1 S4O62- (aq)
Etat
Avancement
Quantité de matière (mol)
Initial
xi =0
ni(I2)
ni(S2O32- )
0
0
En cours
xf
ni(I2)-1.xf
ni(S2O32- ) –2.xf
2.xf
1.xf
Final
xf =xmax
ni(I2)-1.xmax
ni(S2O32- ) –
2.xmax
2.xmax
1.xmax