Tableau d`avancement

Thème couleur
Séquence 4
Fiche méthode
Transformation chimique et avancement
I. La transformation chimique
 Quelques définitions :
 Système chimique = Mélange d’espèces chimiques dont certaines peuvent réagir entre elles et se
transformer.
 Etat initial = Système chimique avant la transformation chimique.
 Etat final = Système chimique après la transformation chimique.
 Transformation chimique = Elle permet de passer de l’état initial à l’état final avec l’apparition d’une ou
plusieurs espèces chimiques.
 Réaction chimique = Elle modélise, à l’échelle microscopique, le passage des réactifs aux produits.
 Equation bilan = Écriture symbolique de la réaction chimique, indiquant les formules des réactifs et des
produits
 Réactif = Espèce chimique présente dans l’état initial et qui est transformée.
 Produit =Espèce chimique présente dans l’état final mais pas dans l’état initial.
 Spectateur =Espèce chimique qui n'intervient pas.
 Représentation d’une transformation chimique :
Etat initial
Aluminium : Al = 6 mol
Eau : H2O = 10 mol
Etat final
Oxyde d’aluminium : Al2O3 = ?
Dihydrogène : H2 = ?
Aluminium : Al = ?
L’équation bilan de la réaction :
 Elle fait apparaître uniquement les réactifs et les produits
 Elle doit être équilibrée = Il doit y avoir le même nombre de chaque atome dans les réactifs et les
produits
 Pour l’équilibrer on ajoute des coefficients stoechiométriques « entiers » devant la formule des
réactifs ou des produits.
 Petit conseil : on termine d’équilibrer par les atomes seuls, ou les molécules contenant un seul
type d’atome.
2 Al + 3 H2O
 Al2O3 + 3 H2
Réactifs
Produits
II. Le tableau d’avancement
 Objectif de l’outil : Réaliser un bilan de matière dans l’état final = Prévoir la quantité de matière de
chaque espèce chimique à la fin de la transformation.
 L’avancement : C’est une grandeur notée x (unité : mol) qui permet de décrire l’évolution d’un
système chimique en cours de transformation.
 La forme du tableau :
 Le tableau a toujours la même forme, on fait apparaître une colonne pour chaque espèces chimique
(réactifs et produits) considérés par la transformation chimique.
 Les cellules du tableau contiennent des valeurs de quantités de matière (en mol)
 La méthode :
1. On écrit l’équation chimique équilibrée dans la première ligne.
2. On remplit la seconde ligne en s’aidant des données à disposition. Pour les produits leurs
quantités de matières sont nulles dans l’état initial, car la transformation n’a pas démarré
3. On rempli l’état intermédiaire en considérant :
- qu’il disparaît x mol d’un réactifs si il a un coefficient stoechiométrique égal à 1.
- qu’il appparaît x mol d’un produit si il a un coefficient stoechiométrique égal à 1.
4. On détermine l’avancement maximum (xmax ) , pour cela :
- on pose les quantités de réactifs = 0
- puis on résout les équations obtenues
- la bonne valeur de xmax correspond à la plus petite trouvée.
5. On complète la dernière ligne en tenant compte de la valeur de xmax trouvée.
Etat du
système
Etat initial
Etat
intermédiaire
Etat final
Avancement
(mol)
0
x
xmax = 3 mol
Détermination de XmAx :
6-2xmax = 0
ou
10-3xmax = 0
2 Al
+ 3 H2O

Al2O3 +
3 H2
1
2
6
10
0
0
6-2x
10-3x
x
3x
6-2xmax =
0 mol
10-3xmax =
1 mol
xmax =
3 mol
3xmax =
9 mol
 Xmax= 3 mol
: le réactif limitant est Al
 Xmax= 3,3 mol
 On appelle réactif limitant le réactif qui
disparaît en premier et qui provoque l’arrêt
de la transformation.
 On appelle mélange stoechiométrique celui
où tous réactifs disparaissent en même
temps, dans ce cas ils ont été introduit dans
les proportions des coefficients
stoechiométriques.
 On peut utiliser les équations de l’état
intermédiaire pour visualiser sous forme
graphique l’évolution des quantités de
matières en fonction de l’avancement (x)
H20
Al
H2
Al203
3
5
4