Fiche 8 • Avancement d’une transformation chimique
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Cette dernière relation prouve aussi que l’avancement (x) dépend des coefficients stœchiométriques. Pour un composé noté « i », on écrit :
ce qui se note pour une variation infinitésimale
Dans le cas où la réaction chimique est totale, l’avancement atteint une valeur maximum x max .
On appelle alors « réactif limitant » le réactif qui a réagi totalement. Lorsque la totalité du
réactif limitant a été consommée, la réaction s’arrête.
Le mélange est dit stœchiométrique si, à l’état final, tous les réactifs ont totalement réagi ce
qui signifie que leurs quantités de matières sont nulles.
3. EN PRATIQUE…
Étudions l’attaque acide du fer métallique par de l’acide chlorhydrique. Cette réaction, lente
et totale, a pour équation-bilan :
Fe (s) + 2 H +
(aq) = Fe 2+
(aq) + H 2(g)
Dans un tube à essais, on introduit 0,10 g de poudre de fer. La quantité initiale de fer métallique
vaut :
Puis, on verse 5,0 mL d’acide chlorhydrique de concentration 1,0 mol.L –1 .
n(H + ) 0 = [H + ] ¥ V A = 5,0.10 –3 ¥ 1,0 = 5,0.10 –3 mol
Dressons un tableau d’avancement afin de déterminer le réactif limitant :
Ce tableau met en évidence que la transformation d’une mole de fer métallique nécessite
deux moles de protons. On formera alors autant d’ions fer (II) que de dihydrogène.
Afin de trouver le réactif limitant, cherchons le réactif qui sera épuisé en premier (x max le plus
petit).
Soit 1,8.10 –3 – x max = 0 ¤ x max = 1,8.10 –3 mol
Soit 5,0.10 –3 – 2 x max = 0 ¤ x max = 2,5.10 –3 mol
On choisit le x max le plus petit, c’est-à-dire : x max = 1,8.10 –3 mol. Le réactif limitant est donc
le fer.
Fe (s)
+
2 H +
(aq)
= Fe 2+
(aq) + H 2(g)
État initial
x = 0
n (Fe) 0 = 1,8.10 –3
n (H
+ ) 0
= 5,0.10 –3
0
0
État
intermédiaire
x
1,8.10 –3 – x
5,0.10 –3 – 2 x
x
x
État final
x max
1,8.10 –3 – x max
5,0.10 –3 – 2 x max
x max
x max
ξ
n i(t) n i(0)
–
ν i
----------------------=
dξ
dn i
ν i
------=
n Fe
( ) 0
m Fe
( )
M Fe
( )
---------------0,10
55,8
--------- -
1,8.10
–3 mol
=
=
=
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Cette dernière relation prouve aussi que l’avancement (x) dépend des coefficients stœchiométriques. Pour un composé noté « i », on écrit :
ce qui se note pour une variation infinitésimale
Dans le cas où la réaction chimique est totale, l’avancement atteint une valeur maximum x max .
On appelle alors « réactif limitant » le réactif qui a réagi totalement. Lorsque la totalité du
réactif limitant a été consommée, la réaction s’arrête.
Le mélange est dit stœchiométrique si, à l’état final, tous les réactifs ont totalement réagi ce
qui signifie que leurs quantités de matières sont nulles.
3. EN PRATIQUE…
Étudions l’attaque acide du fer métallique par de l’acide chlorhydrique. Cette réaction, lente
et totale, a pour équation-bilan :
Fe (s) + 2 H +
(aq) = Fe 2+
(aq) + H 2(g)
Dans un tube à essais, on introduit 0,10 g de poudre de fer. La quantité initiale de fer métallique
vaut :
Puis, on verse 5,0 mL d’acide chlorhydrique de concentration 1,0 mol.L –1 .
n(H + ) 0 = [H + ] ¥ V A = 5,0.10 –3 ¥ 1,0 = 5,0.10 –3 mol
Dressons un tableau d’avancement afin de déterminer le réactif limitant :
Ce tableau met en évidence que la transformation d’une mole de fer métallique nécessite
deux moles de protons. On formera alors autant d’ions fer (II) que de dihydrogène.
Afin de trouver le réactif limitant, cherchons le réactif qui sera épuisé en premier (x max le plus
petit).
Soit 1,8.10 –3 – x max = 0 ¤ x max = 1,8.10 –3 mol
Soit 5,0.10 –3 – 2 x max = 0 ¤ x max = 2,5.10 –3 mol
On choisit le x max le plus petit, c’est-à-dire : x max = 1,8.10 –3 mol. Le réactif limitant est donc
le fer.
Fe (s)
+
2 H +
(aq)
= Fe 2+
(aq) + H 2(g)
État initial
x = 0
n (Fe) 0 = 1,8.10 –3
n (H
+ ) 0
= 5,0.10 –3
0
0
État
intermédiaire
x
1,8.10 –3 – x
5,0.10 –3 – 2 x
x
x
État final
x max
1,8.10 –3 – x max
5,0.10 –3 – 2 x max
x max
x max
ξ
n i(t) n i(0)
–
ν i
----------------------=
dξ
dn i
ν i
------=
n Fe
( ) 0
m Fe
( )
M Fe
( )
---------------0,10
55,8
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–3 mol
=
=
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