La stœchiométrie I.

Présentation au sujet: "La stœchiométrie I."— Transcription de la présentation:

1 La stœchiométrie I

2 Ce document a été préparé par Ismaël Koné, Geneviève Bergeron, Audrey Groleau et Martin Lepage dans le contexte du projet « La conception universelle de l’apprentissage appliquée à la chimie générale : des cours plus motivants, significatifs et équitables » financé par le programme NovaScience Cette œuvre est mise à disposition selon les termes de la Licence Creative Commons Attribution – Pas d’Utilisation Commerciale – Partage dans les mêmes conditions 4.0 International

3 But général Réviser les notions abordées au secondaire relatives à la stoechiométrie.

4 Liens avec les principes de la conception universelle de l’apprentissage
2.1 Clarifier le vocabulaire et les symboles 3.1 Activer les connaissances antérieures ou fournir les connaissances de base

5 La stœchiométrie I Une vision comptable de la chimie
Structure discrète de la matière Illustrations et analogies Le sens de l’équation chimique Le concept de réactif limitant

6 La stœchiométrie I La stœchiométrie, une définition :
C’est la partie de la chimie qui s’intéresse aux proportions de réactifs et de produits impliqués dans une réaction.

7 La stœchiométrie I 1 mol de Mg⟶24, 3 𝑔 x mol ⟵12, 0 𝑔
La stœchiométrie implique des calculs simples de type produits croisés : 1 mol de Mg⟶24, 3 𝑔 x mol ⟵12, 0 𝑔

8 La stœchiométrie I 1 mol de O 2 ⟶32, 0 𝑔
En stœchiométrie, il importe de pouvoir passer des moles aux grammes. 1 mol de O 2 ⟶32, 0 𝑔

9 La stœchiométrie I Et vice-versa… 10, 0 𝑔 de Cu⟶0,157 mol

10 La stœchiométrie I C O N H H H H H H H H H
La stœchiométrie nous permet ainsi d’entrevoir de quelle manière se combinent les atomes... H H H H H H C O N H H H

11 La stœchiométrie I La stœchiométrie nous indique donc dans quelles proportions les atomes se combinent entre eux...

12 La stœchiométrie I H 2 + O 2 ⟶ _________
Par exemple, oxygène et hydrogène réagissent ensemble pour former un composé stable. H 2 + O 2 ⟶ _________

13 La stœchiométrie I H 4 O H 3 O H 2 O HO H O 2
Même si plusieurs combinaisons sont théoriquement possibles… H 4 O H 3 O H 2 O HO H O 2 Dans les faits, une seule s’avère stable.

14 La stœchiométrie I 2H 2 + O 2 ⟶ 2H 2 O
À cause de cette composition fixe, la réaction s’effectue donc dans des proportions précises : 2H 2 + O 2 ⟶ 2H 2 O

15 La stœchiométrie I 2H 2 + O 2 ⟶ 2H 2 O
Ce sont ces proportions précises qu’indiquent les coefficients stœchiométriques. 2H 2 + O 2 ⟶ 2H 2 O

16 La stœchiométrie I O ⟶ H H H
La stœchiométrie nous révèle ainsi une dimension invisible du comportement de la matière à l’échelle atomique... O ⟶ + H H H

17 La stœchiométrie I O O ⟶ H H H H
Comme une réaction chimique consiste en un réarrangement des liaisons : O O H H ⟶ + H H

18 La stœchiométrie I O O ⟶ H H H H
Lorsqu’ils se combinent entre eux, les atomes obéissent à des règles quantitatives précises : O O ⟶ + H H H H

19 La stœchiométrie I O O O ⟶ H H H
Il faut respecter la proportion ½ entre les réactifs. O H O O ⟶ + H H

20 La stœchiométrie I O O O ⟶ H H H H H H
Si l’on met davantage de H2, il ne peut pas réagir. H O H H O ⟶ + H O H H

21 La stœchiométrie I O O H H H H
On dira alors que l’hydrogène est en excès. H O H O H H

22 La stœchiométrie I Pour faire une analogie, le raisonnement stœchiométrique peut être transposé à d’autres aspects de la vie…

23 La stœchiométrie I Ainsi, combien de sandwiches peut-on préparer à partir des ingrédients ci-dessous ?

24 La stœchiométrie I Pour répondre à cette question, il faudrait d’abord répondre à d’autres questions telles que : Combien y a-t-il de tranches dans ce pain ?

25 La stœchiométrie I Il faut pouvoir répondre à celle-ci aussi :
Combien de tranches peut-on couper dans le jambon ?

26 La stœchiométrie I Quelle est la recette exacte d’un sandwich ?
Et surtout, il faut établir une combinaison définie entre les constituants et ainsi pourvoir répondre à cette question : Quelle est la recette exacte d’un sandwich ?

27 La stœchiométrie I Quelles sont les proportions exactes ? + + +

28 La stœchiométrie I Selon la recette retenue, l’équation ne sera pas la même.... ⟶ + 2 1 + 2 ⟶ ⟶ + 2 3

29 La stœchiométrie I Ainsi, si l’on retient la combinaison dont le sandwich ne comporte qu’une seule tranche de jambon.... ⟶ 2 + 1

30 La stœchiométrie I On peut alors établir combien de sandwiches pourront être produits à partir de certaines quantités initiales. ⟶ + 2 1

31 La stœchiométrie I Par exemple, si l’on a au départ :

32 La stœchiométrie I Combien de sandwiches peut-on préparer ?

33 La stœchiométrie I On repart de l’équation balancée et on établit un produit croisé… ⟶ + 2 1

34 La stœchiométrie I Puisque nous disposons de 9 tranches de pain, combien de tranches de jambon sont nécessaires ? ⟶ + 2 1 9 4,5

35 La stœchiométrie I Ainsi, 4,5 tranches de jambon seront consommées par les 9 tranches de pain : ⟶ + 2 1 9 4,5

36 La stœchiométrie I Toutes les tranches de pain seront consommées et cela produira un maximum de 4,5 sandwiches : ⟶ + 2 1 9 4,5

37 La stœchiométrie I Combien de sandwiches peut-on préparer ?

38 La stœchiométrie I Le pain est le réactif limitant. Quant à lui, le jambon est en excès.

39 La stœchiométrie I 2Al+6HCl⟶2Al Cl 3 +3 H 2
Il importe donc de baser ses calculs sur une équations chimiques équilibrée. 2Al+6HCl⟶2Al Cl 3 +3 H 2

40 Prochaine présentation :
Le concept de réactif limitant