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12 • Avancement de réaction – Équation stœchiométrique
Si les réactifs sont pris en proportions stœchiométriques, on peut écrire :
Le calcul des quantités transformées ou restantes se fait à partir du tableau suivant :
À la fin de la réaction, les quantités des espèces formées sont égales à F ϭ n I (CaCO 3 ). Le calcul
des masses se fait à partir de la valeur de F et des masses molaires :
m F (CaCl 2 ) ϭ F ϫ M (CaCl 2 )
m F (CO 2 ) ϭ F ϫ M (CO 2 )
m F (H 2 O) ϭ F ϫ M (H 2 O)
Le calcul du volume CO 2 gazeux formé, rapporté aux conditions normales de température
(273,15 K) et de pression (101 325 Pa), se fait aussi à partir de la valeur de F , ainsi que du
volume molaire du gaz parfait rapporté aux conditions normales de température et de pression :
V (CO 2 , TpN) ϭ F ϫ 22,414 L.mol –1
Réponses. Les valeurs à trouver sont indiquées ci-dessous dans l’ordre où elles se présentent
sur chaque ligne : a) 730 g, 1 110 g, 224 L, 180 g - b) 3,15 mol, 6,30 mol, 70,6 L, 56,7 g - c) 6 g,
0,06 mol, 2,64 g, 1,1g - d) 5,1 mol, 372 g, 566 g, 5,1 mol.
Exercice 12.4 Réactifs pris en proportions stœchiométriques
Si pour faire un trajet, une voiture consomme 40 litres de carburant,
➤ quelle masse et quel volume de dioxyde de carbone a-t-elle produits ?
➤ quelle masse et quel volume de dioxygène a-t-elle consommés ?
➤ quel volume d’air a été admis dans son moteur ?
Bien que les carburants soient des mélanges, on admettra qu’il s’agit d’un
hydrocarbure C 8 H 18 , dont la masse volumique est 0,7 kg.L –1 , et que la réaction de combustion dans le moteur donne exclusivement CO 2 et H 2 O.
Solution
CaCO 3 (s)
H ϩ (aq)
Ca 2ϩ (aq)
CO 2 (g)
H 2 O (aq)
n I (CaCO 3 )
2 n I (H ϩ )
0
0
0
n I – F ϭ 0
2 n I – 2 F ϭ 0
F
F
F
La première chose à faire est évidemment d’écrire l’équation stœchiométrique de la
combustion. Le volume du carburant consommé n’est pas une donnée directement
utilisable, mais la connaissance de sa masse volumique permet de déterminer la
masse correspondante, qu’il est préférable de convertir ensuite en quantité de
matière. La proportionnalité des quantités effectivement mises en jeu dans la réaction réelle (réactifs et produits) à celles qui figurent dans l’équation donne les
réponses cherchées. Toutefois, pour le volume d’air, il faut se souvenir que l’air est
un mélange de dioxygène et de diazote, de sorte que pour disposer d’un certain
volume de dioxygène il faut prélever un volume d’air plus grand.
n I CaCO 3
(
)
1
-------------------------- -
n I HCl
(
)
2
------------------=
12 • Avancement de réaction – Équation stœchiométrique
Si les réactifs sont pris en proportions stœchiométriques, on peut écrire :
Le calcul des quantités transformées ou restantes se fait à partir du tableau suivant :
À la fin de la réaction, les quantités des espèces formées sont égales à F ϭ n I (CaCO 3 ). Le calcul
des masses se fait à partir de la valeur de F et des masses molaires :
m F (CaCl 2 ) ϭ F ϫ M (CaCl 2 )
m F (CO 2 ) ϭ F ϫ M (CO 2 )
m F (H 2 O) ϭ F ϫ M (H 2 O)
Le calcul du volume CO 2 gazeux formé, rapporté aux conditions normales de température
(273,15 K) et de pression (101 325 Pa), se fait aussi à partir de la valeur de F , ainsi que du
volume molaire du gaz parfait rapporté aux conditions normales de température et de pression :
V (CO 2 , TpN) ϭ F ϫ 22,414 L.mol –1
Réponses. Les valeurs à trouver sont indiquées ci-dessous dans l’ordre où elles se présentent
sur chaque ligne : a) 730 g, 1 110 g, 224 L, 180 g - b) 3,15 mol, 6,30 mol, 70,6 L, 56,7 g - c) 6 g,
0,06 mol, 2,64 g, 1,1g - d) 5,1 mol, 372 g, 566 g, 5,1 mol.
Exercice 12.4 Réactifs pris en proportions stœchiométriques
Si pour faire un trajet, une voiture consomme 40 litres de carburant,
➤ quelle masse et quel volume de dioxyde de carbone a-t-elle produits ?
➤ quelle masse et quel volume de dioxygène a-t-elle consommés ?
➤ quel volume d’air a été admis dans son moteur ?
Bien que les carburants soient des mélanges, on admettra qu’il s’agit d’un
hydrocarbure C 8 H 18 , dont la masse volumique est 0,7 kg.L –1 , et que la réaction de combustion dans le moteur donne exclusivement CO 2 et H 2 O.
Solution
CaCO 3 (s)
H ϩ (aq)
Ca 2ϩ (aq)
CO 2 (g)
H 2 O (aq)
n I (CaCO 3 )
2 n I (H ϩ )
0
0
0
n I – F ϭ 0
2 n I – 2 F ϭ 0
F
F
F
La première chose à faire est évidemment d’écrire l’équation stœchiométrique de la
combustion. Le volume du carburant consommé n’est pas une donnée directement
utilisable, mais la connaissance de sa masse volumique permet de déterminer la
masse correspondante, qu’il est préférable de convertir ensuite en quantité de
matière. La proportionnalité des quantités effectivement mises en jeu dans la réaction réelle (réactifs et produits) à celles qui figurent dans l’équation donne les
réponses cherchées. Toutefois, pour le volume d’air, il faut se souvenir que l’air est
un mélange de dioxygène et de diazote, de sorte que pour disposer d’un certain
volume de dioxygène il faut prélever un volume d’air plus grand.
n I CaCO 3
(
)
1
-------------------------- -
n I HCl
(
)
2
------------------=