tableau d’avancement

CH3 – Avancement d’une transformation chimique

CH3 – Avancement d’une transformation chimique

Tableau d’avancement, avancement maximal, réactif limitant et composition finale. Version enrichie à partir de la trace écrite.

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1. Réaction chimique

Une réaction chimique se produit entre des espèces chimiques. Les réactifs sont consommés et les produits sont formés.

a A + b B → c C + d D

A et B sont les réactifs ; C et D sont les produits ; a, b, c et d sont les coefficients stœchiométriques. Une équation correctement ajustée conserve les éléments chimiques et la charge.

Exemple de ta trace écrite : CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O.

2. Avancement et tableau d’avancement

L’avancement x est une grandeur en mol qui permet de suivre l’évolution des quantités de matière pendant une transformation.

ÉtatCH4O2CO2H2O
Initialn0(CH4)n0(O2)00
En coursn0(CH4) − xn0(O2) − 2xx2x
Finaln0(CH4) − xmaxn0(O2) − 2xmaxxmax2xmax
Ta méthode à conserver : on calcule n0/ν pour chaque réactif. Le plus petit résultat donne xmax et le réactif limitant.
xmax = min( n0(A)/a ; n0(B)/b )

3. Schéma de raisonnement

ÉquationajustéeQuantitésinitialesTableaud’avancementxmaxétat finalOn ne choisit jamais le réactif limitant au hasard : on compare n₀ / coefficient.

4. Exercice intégré type cours

On fait réagir 3,0 × 10−2 mol de CH4 avec 5,0 × 10−2 mol de O2.

Voir la correction guidée

Pour CH4 : x = 3,0 × 10−2 / 1 = 3,0 × 10−2 mol.

Pour O2 : x = 5,0 × 10−2 / 2 = 2,5 × 10−2 mol.

Donc O2 est le réactif limitant et xmax = 2,5 × 10−2 mol.

État final : CH4 restant = 5,0 × 10−3 mol ; O2 = 0 ; CO2 = 2,5 × 10−2 mol ; H2O = 5,0 × 10−2 mol.

5. Projection bac : réaction redox et couleur finale

On exploite une réaction donnée et on applique exactement la même méthode d’avancement.

MnO4− + 5 Fe2+ + 8 H+ → Mn2+ + 5 Fe3+ + 4 H2O

Les ions MnO4− sont violets. Si MnO4− reste à la fin, la solution reste violette. S’il est totalement consommé, la couleur violette disparaît.

Compétence bac : déterminer les quantités initiales à partir de C × V, construire le tableau, identifier le réactif limitant, puis interpréter la couleur finale.

6. Quiz de fin

1. Que représente x ?

L’avancement de la réaction, exprimé en mol.

2. Comment trouve-t-on le réactif limitant ?

On compare n0/ν pour chaque réactif. Le plus petit résultat correspond au réactif limitant.

3. Pourquoi diviser par le coefficient stœchiométrique ?

Parce que la réaction consomme les réactifs dans les proportions données par l’équation ajustée.

4. Que permet la ligne finale du tableau ?

Elle donne la composition finale du système : réactifs restants et produits formés.

5. Dans la réaction avec MnO4−, que signifie une couleur violette finale ?

Il reste des ions permanganate MnO4− : ils n’étaient pas limitants.