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12 • Avancement de réaction – Équation stœchiométrique
Pendant la réaction, le système est formé d’un mélange PH 3 /H 2 , sous une pression p, intermédiaire entre p 0 et 3/2 p 0 . La pression partielle de H 2 , p H2 , augmente progressivement de 0 à 3/2 p 0 .
Par conséquent, la valeur de p H2 , à un instant donné dépend à la fois de celle de p 0 et de celle de
p, qui traduit l’état d’avancement de la réaction. Il s’agit d’établir une relation littérale entre p H2 ,
p 0 et p.
La pression partielle du dihydrogène peut être calculée à partir de l’avancement de réaction et du
tableau suivant.
La pression totale, à chaque instant, est :
p ϭ
avec n o
soit : p ϭ p 0 ϩ
. On en déduit :
ϭ p – p 0 .
La pression partielle de H 2 est donc :
p(H 2 ) ϭ ϫ
ϭ 3 (p – p 0 ).
À titre de vérification, on peut s’assurer que cette expression permet de bien retrouver les conditions de début et de fin de réaction :
– au début, p ϭ p 0 et on trouve p H2 ϭ 0,
– lorsque la réaction est complète, p ϭ p 0 (cf. plus haut), et on trouve que p H2 ϭ 3/2 p 0 également, ce qui est normal puisque, à ce moment, la pression totale et la pression partielle du
dihydrogène se confondent.
Exercice 12.22 Calcul des quantités de réactifs et de produits en cours de
réaction
On réalise la réaction dont l’équation stœchiométrique s’écrit : 2 NH 3 ϩ 5 F 2
ϭ N 2 F 4 ϩ 6 HF. On utilise 4 moles d’ammoniac et 5 moles de difluor.
Exprimez les masses des quatre constituants du système en fonction de la
masse de HF formée à un instant quelconque.
Déterminez les masses des trois autres constituants lorsqu’il reste 3,5 mol de
difluor.
PH 3 (g)
ϭ
P(s)
ϩ
3/2 H 2 (g)
n tot (gaz)
Quantités initiales
n o
0
n o
Quantités présentes à l’instant t
n o –
3/2
n o ϩ /2
Quantités finales
0
3/2 max
3/2 max
n o
ξ
2
-- -
+
RT
V
------ -
RT
V
------ -
p 0
=
ξ
2
-- -
RT
V
------ -
ξ
2
-- -
RT
V
------ -
3
2
-- -
RT
V
------ -
3
2
-- -
12 • Avancement de réaction – Équation stœchiométrique
Pendant la réaction, le système est formé d’un mélange PH 3 /H 2 , sous une pression p, intermédiaire entre p 0 et 3/2 p 0 . La pression partielle de H 2 , p H2 , augmente progressivement de 0 à 3/2 p 0 .
Par conséquent, la valeur de p H2 , à un instant donné dépend à la fois de celle de p 0 et de celle de
p, qui traduit l’état d’avancement de la réaction. Il s’agit d’établir une relation littérale entre p H2 ,
p 0 et p.
La pression partielle du dihydrogène peut être calculée à partir de l’avancement de réaction et du
tableau suivant.
La pression totale, à chaque instant, est :
p ϭ
avec n o
soit : p ϭ p 0 ϩ
. On en déduit :
ϭ p – p 0 .
La pression partielle de H 2 est donc :
p(H 2 ) ϭ ϫ
ϭ 3 (p – p 0 ).
À titre de vérification, on peut s’assurer que cette expression permet de bien retrouver les conditions de début et de fin de réaction :
– au début, p ϭ p 0 et on trouve p H2 ϭ 0,
– lorsque la réaction est complète, p ϭ p 0 (cf. plus haut), et on trouve que p H2 ϭ 3/2 p 0 également, ce qui est normal puisque, à ce moment, la pression totale et la pression partielle du
dihydrogène se confondent.
Exercice 12.22 Calcul des quantités de réactifs et de produits en cours de
réaction
On réalise la réaction dont l’équation stœchiométrique s’écrit : 2 NH 3 ϩ 5 F 2
ϭ N 2 F 4 ϩ 6 HF. On utilise 4 moles d’ammoniac et 5 moles de difluor.
Exprimez les masses des quatre constituants du système en fonction de la
masse de HF formée à un instant quelconque.
Déterminez les masses des trois autres constituants lorsqu’il reste 3,5 mol de
difluor.
PH 3 (g)
ϭ
P(s)
ϩ
3/2 H 2 (g)
n tot (gaz)
Quantités initiales
n o
0
n o
Quantités présentes à l’instant t
n o –
3/2
n o ϩ /2
Quantités finales
0
3/2 max
3/2 max
n o
ξ
2
-- -
+
RT
V
------ -
RT
V
------ -
p 0
=
ξ
2
-- -
RT
V
------ -
ξ
2
-- -
RT
V
------ -
3
2
-- -
RT
V
------ -
3
2
-- -