Fiche methode 1 quantite de matiere tableau d

TS
Spé.  - 
Fiche méthode 1
Détermination d’une quantité de matière ; tableau d’avancement.
Dans la suite de fiche méthode, on utilisera les notations suivantes habituelles en chimie:
Quantité de
Masse
Concentration
Concentration
grandeur
Masse
matière
molaire
molaire
massique
notation
(lettre)
unités
usuelles
Volume
Masse
volumique
Densité
unités S.I.
Les relations liant ces grandeurs :
Compléter la « carte mentale » au verso de cette feuille.
Le tableau d’avancement :
Le tableau descriptif de l'évolution du système au cours de la transformation ou plus simplement tableau d'avancement permet d'organiser
autour de l'équation chimique un bilan de matière à l'état initial, en cours de réaction et à l'état final.
Pour le remplir sans erreur :
1- Ecrire l’équation de la réaction après avoir repéré les réactifs et les produits pour décrire l’évolution au niveau macroscopique du système
chimique.
Puis ajuster les nombres stœchiométriques pour avoir conservation des éléments et de la charge électrique.
Il est mieux de préciser en indice des formules, entre parenthèses, l’état physique de l’espèce chimique (s, l, g, aq).
2- Dresser le tableau d’avancement pour décrire l’évolution des quantités de matière des réactifs et des produits de l’état initial à l’état final :
Equation de la réaction
Avancement x en
REACTIFS
PRODUITS

mol
aA
+
bB
cC
+
dD

Etat initial
en mol
Etat intermédiaire
en mol
Etat final
en mol
3- Remplir la ligne « Etat initial » en indiquant les quantités de matière initiales des réactifs (notées nA,i, nB,i), celles-ci sont données ou calculées à
partir des données de l’énoncé.
4- Remplir la ligne « Etat intermédiaire » avec l’avancement x en tenant compte des nombres stœchiométriques (notées a, b, c, d) devant les
formules brutes (notées A, B, C, D) de l’équation de la réaction.
5- Remplir la ligne « Etat final » du tableau en remplaçant x par l’avancement maximal xmax.
6- Déterminer l’avancement maximal xmax de la réaction, en déterminant le réactif limitant (ou en défaut). L’autre réactif est appelé réactif en
excès.
La réaction est considérée comme totale, donc la transformation s’arrête lorsque l’un des réactifs A ou B est complètement consommé :
- si A réactif limitant alors nA,i - a xmax = 0 mol
- si B réactif limitant alors nB,i - b xmax = 0 mol
On résout les deux équations pour les réactifs et on conserve la plus petite valeur de xmax calculée :
nA
nB
- si A réactif limitant alors xmax =
- si B réactif limitant alors xmax =
i;a
i;b
7- Pour faire le bilan de matière de l’état final, il faut calculer les quantités de matière des espèces présentes dans l’état final avec la plus petite
valeur de xmax calculée au 6-.
Rendement d’une transformation chimique :
Le calcul du rendement permet de déterminer l’efficacité d’une synthèse chimique. L’intérêt du chimiste sera de déterminer des conditions
opératoires permettant de l’optimiser pour s’approcher le plus près possible de 100%. Les pertes de rendement peuvent avoir diverses origines :
réactions parasites, pertes lors des diverses étapes de la synthèse (filtration, séchage, recristallisation…)
Définition du rendement : il est souvent noté r ou ρ (rein à voir avec la masse volumique !) et vaut :
r = Error! = Error!
La masse de produit obtenu est la masse synthétisée. Elle est déterminée par pesée du produit obtenu.
La masse de produit théorique est la masse de produit correspondant à un rendement de 100%. Elle doit donc être calculée à partir de la masse
des réactifs.
Je peux trouver la concentration massique
Cm grâce à la masse molaire M par :
Je connais :
Je connais :
La concentration
molaire C
La concentration
massique Cm
Je peux trouver la concentration molaire
C grâce à la masse molaire M par :
Je peux trouver la
concentration massique Cm
grâce au volume de la solution
Vsolution par :
Je peux trouver la quantité de matière n
grâce au volume de la solution Vsolution par :
Je peux trouver la masse
m grâce au volume de la
solution Vsolution par :
Je connais :
La masse d’une
espèce chimique
soluble m
Je peux trouver la quantité
de matière n grâce à la
masse molaire M par :
Je peux trouver la
concentration molaire C
grâce au volume de la
solution Vsolution par :
Je peux trouver la masse m grâce
à la masse molaire M par :
Je peux trouver la masse volumique  grâce
au volume V de l’espèce chimique par :
Je peux trouver la masse m
grâce au volume V de
l’espèce chimique par :
Je connais :
Je connais :
La quantité de
matière n
Je peux trouver la quantité de
matière n grâce à la constante
d’Avogadro NA par :
Je peux trouver la quantité d’entité
grâce à la constante d’Avogadro NA par :
Je connais :
La quantité
d’entité N
La masse volumique  de
l’espèce chimique
Je peux trouver la densité
d grâce à la masse
volumique 0 de l’eau par :
Je connais :
La densité d de
l’espèce chimique
Je peux trouver la masse
volumique  grâce à la
masse volumique 0 de
l’eau par :