Pour suivre l’évolution d’un système chimique, on introduit une grandeur unique, l’avancement x (en mol), qui permet d’exprimer à chaque instant la quantité de matière de toutes les espèces. Le tableau d’avancement organise ce suivi et permet de prévoir l’état final.
Une question sur ce cours ?
ULU, le tuteur d’ULUMINE, t’aide à partir de ce cours.
Objectifs
- Définir l’avancement d’une réaction
- Construire un tableau d’avancement à partir d’une équation ajustée
- Déterminer l’avancement maximal et le réactif limitant
- Décrire la composition de l’état final et reconnaître un mélange stœchiométrique
1. Le tableau d’avancement
Pour une réaction d’équation a A + b B → c C + d D, quand l’avancement vaut x, il a disparu a·x mol de A et b·x mol de B, et il s’est formé c·x mol de C et d·x mol de D.
| État | Avancement | n(CH4) | n(O2) | n(CO2) | n(H2O) |
|---|---|---|---|---|---|
| Initial | x = 0 | 0,30 | 0,50 | 0 | 0 |
| En cours | x | 0,30 − x | 0,50 − 2x | x | 2x |
| Final | xmax = 0,25 | 0,05 | 0 | 0,25 | 0,50 |
2. Avancement maximal et réactif limitant
Si la transformation est totale, elle s’arrête quand un réactif est entièrement consommé : c’est le réactif limitant. L’avancement final est alors l’avancement maximal xmax.
Trouver xmax dans l’exemple du méthane
- Si CH4 est limitant : 0,30 − x = 0, donc x = 0,30 mol.
- Si O2 est limitant : 0,50 − 2x = 0, donc x = 0,25 mol.
- xmax est la plus petite de ces valeurs : xmax = 0,25 mol.
Le dioxygène est le réactif limitant ; il reste 0,05 mol de méthane.
Mélange stœchiométrique : Les réactifs sont introduits dans les proportions de l’équation : ils sont tous entièrement consommés à l’état final (tous les rapports sont égaux).
3. Programmer la recherche du réactif limitant
Un court programme Python permet de déterminer xmax et l’état final pour une réaction à deux réactifs.
# a A + b B -> c C + d D
a, b, c, d = 1, 2, 1, 2
nA, nB = 0.30, 0.50
xmax = min(nA / a, nB / b)
print("xmax =", xmax)
print("Etat final :", nA - a * xmax, nB - b * xmax, c * xmax, d * xmax)À retenir
- n(réactif) = ninitiale − a·x ; n(produit) = ninitiale + c·x.
- xmax est la plus petite valeur annulant la quantité d’un réactif.
- Le réactif limitant est entièrement consommé à l’état final d’une transformation totale.
- Mélange stœchiométrique : tous les réactifs sont épuisés en même temps.
Et maintenant, à toi !
Vérifie que tu as compris avec les exercices, puis révise avec la fiche.