Un tableau d’avancement En vitesse, au travail ! En 29 diapositives

Le professeur SATO mélange : Système étudié : Le professeur SATO mélange : 50,0 mL d’une solution contenant des ions cuivre Cu2+ de concentration c égale à 0,20 mol.L-1 avec une solution contenant 40 mmol d’ions hydroxyde OH-

Comment évolue le système ?

Evolution du système : On observe l’apparition d’un précipité d’hydroxyde de cuivre de formule Cu(OH)2(s).

Tout le monde est prêt ? Préparer le tableau d’avancement permettant de suivre l’évolution du système:

Le tableau d’avancement ! Cu 2+ + 2OH-  Cu(OH)2 Etat initial ? En cours de transformation Etat final

Pour le compléter, procédons par ordre ! Complétons d’abord par simple lecture de l’énoncé le maximum de cellules de la première ligne.

Système étudié : Le professeur SATO mélange : 50,0 mL d’une solution contenant des ions cuivre Cu2+ de concentration c égale à 0,20 mol.L-1 avec une solution contenant 40 mmol d’ions hydroxyde OH- Compléter deux cases du tableau

? 40 Cu 2+ + 2OH-  Cu(OH)2 Etat initial En mmol Etat final En cours de transformation Etat final

Complétons ensuite la cellule correspondant au 2ème réactif en utilisant nos connaissances sur la concentrations des solutions !

Quelle quantité de matière d’ions Cu2+ utilise-t-il? Système étudié : Le professeur SATO mélange : 50,0 mL d’une solution contenant des ions cuivre Cu2+ de concentration c égale à 0,20 mol.L-1 avec une solution contenant 40 mmol d’ions hydroxyde OH- Quelle quantité de matière d’ions Cu2+ utilise-t-il? Compléter le tableau.

La concentration c désigne la quantité de matière du soluté contenue dans un litre de solution. Donc n = c x V On a donc n = 0,20 x 0,050 = 0,010 mol Donc n = 10 mmol La réponse !

10 40 ? Cu 2+ + 2OH-  Cu(OH)2 Etat initial En mmol Etat final En cours de transformation ? Etat final

Maintenant compléter la deuxième ligne, en introduisant l’avancement x.

On avance ! 10 40 10 - x 40 - 2x x ? Cu 2+ + 2OH-  Cu(OH)2 Etat initial En mmol 10 40 En cours de transformation 10 - x 40 - 2x x Etat final ?

Il nous reste la dernière, en introduisant l’avancement maximal xmax.

Cu 2+ + 2OH-  Cu(OH)2 Etat initial En mmol 10 40 En cours de transformation 10 - x 40 - 2x x Etat final 10 -xmax 40 - 2xmax xmax Maintenant complétons ensuite la deuxième ligne, en introduisant l’avancement x.

Déterminer la valeur de l’avancement maximal ! Bien, fini de rigoler ! Déterminer la valeur de l’avancement maximal !

Avancement maximal L’avancement maximal est obtenu par : 10 – xmax = 0 Cad xmax = 10 mmol ? L’avancement maximal est obtenu par : 40 – 2xmax = 0 Cad xmax = 20 mmol ?

Il faut écarter la plus grande valeur, 20 mmol, sinon on trouverait des états finaux décrits avec des quantités de matières négatives !

10 40 10 - x 40 - 2x x 10 – xmax = 40 – 2xmax 20 xmax = 10 Cu 2+ + 2OH-  Cu(OH)2 Etat initial En mmol 10 40 En cours de transformation 10 - x 40 - 2x x Etat final 10 – xmax = 40 – 2xmax 20 xmax = 10

Quel est alors le réactif limitant ?

Cu 2+ + 2OH-  Cu(OH)2 Etat initial En mmol 10 40 10 - x 40 - 2x x En cours de transformation 10 - x 40 - 2x x Etat final 10 – xmax = Donc Cu2+ est le réactif limitant 40 – 2xmax 20 xmax = 10

Nous pouvons alors donner une représentation graphique des quantités en fonction de l’avancement.

Quantité de matière en mmol Fin de l’évolution du système 40 nOH- nCu(OH)2 Avancement en mmol nCu2+ 10

Pour aller plus loin ! Déterminons la masse d’hydroxyde de cuivre obtenue dans l’état final

Donc, on obtient 10 mmol d’hydroxyde de cuivre (II)

On a alors m = 0,010x97,5 = 0,98 g On a donc m = n.M Il faut déterminer la masse molaire de l’hydroxyde de cuivre(II) Données en g.mol-1 : MCU= 63,5; MO = 16 et MH = 1 On détermine alors M = 63,5 + 2x16 + 2x1 = 97,5 g.mol-1 Il faut relier masse, quantité de matière et masse molaire. On a donc m = n.M Passons à l’application numérique On a alors m = 0,010x97,5 = 0,98 g

On a bien travaillé !