Transformations de la matière Utilisation du tableau d’avancement
SESAMES–groupe chimie– - 1 -
Juin 2005
De l’avancement d’une réaction chimique au bilan de matière de la
transformation correspondante
But :
Ce TP permet à l’élève de réinvestir la technique du tableau d’avancement dans un cas
expérimental. A partir d’un automatisme simple à acquérir, l’élève répond à des questions
variées relatives à une réaction chimique.
Ce TP a été construit en plusieurs étapes progressives. Chacune d’elle ayant un objectif
intégré à l’objectif d’ensemble du TP.
La première partie se limite à la préparation de l’expérience.
En deuxième partie, l’élève fait une première mesure qui lui permet de se familiariser avec
l’appareillage, nouveau pour lui. Sur le plan théorique, il manipule l’avancement dans un cas
simple. Il en déduit une information sur un réactif.
En troisième partie, il va prendre conscience de l’aspect automatique du travail qui lui est
demandé et s’apercevoir qu’il peut prévoir le résultat quantitatif du bilan de matière. Il en
déduit donc une information sur un produit.
En quatrième partie (que souvent les élèves n’ont pas le temps de terminer), il y a inversion
du réactif limitant. Cette difficulté est prise en charge par le tableau d’avancement. Si l’élève
se trompe sur la nature du réactif limitant, bien que l’énoncé l’aide, il trouvera
expérimentalement une valeur suffisamment différente de celle prévue pour être alertée de
son erreur.
La cinquième partie élargit le débat, et ne nécessite pas d’être réalisée dans la salle de TP.
Elle peut se faire à la maison, ou au cours suivant. Elle fait apparaître la notion de proportions
stœchiométriques de façon graphique.
C’est une autre approche de l’étude de la stœchiométrique, rendue possible en exploitant la
puissance du tableau d’avancement.
Préparation de la partie :
Il est essentiel que l’élève ait bien acquis la relation entre la concentration et la quantité de
matière et qu’il ait déjà eu une introduction à l’avancement d’une réaction chimique. En
particulier, l’élève doit avoir une idée sur la façon d’établir le tableau d’avancement d’une
réaction chimique, par exemple, le tableau d’avancement relatif à la réaction du vinaigre avec
l’hydrogénocarbonate de sodium. Par ailleurs, si le TP vinaigre-bicarbonate a été fait, l’élève
sera familiarisé avec une approche qualitative de cette réaction de production du dioxyde de
carbone.
Les élèves terminent en général le 3) en TP et le reste à la maison.
Matériel :
- Une burette graduée.
- Un ballon de 250 mL et un porte ballon.
- Un bouchon percé de deux trous aux dimensions du ballon.
- Une cuve à eau.
- Un tube en caoutchouc souple pour permettre la récupération d’un gaz.
- Une éprouvette graduée de 250 mL et éventuellement un système pour la maintenir
renversée.