La réaction chimique et son bilan A. Luttringer

1 ) Compléter le tableau ci-dessous. Exemple 1 : On fait brûler 1 mole de carbone C dans 3 mol de dioxygène O2. Il se forme du CO2. 1 ) Compléter le tableau ci-dessous. Équation bilan C + O2  CO2 Quantités de matière ( mol) nC n(O2) n(CO2) Etat initial 1 3

2 ) Compléter le tableau ci-dessous lorsqu’il s’est formé 0,2 mol de CO2 ( état 1 ) Chaque fois qu’il se forme 1 molécule de CO2, il disparaît 1 molécule de O2 et 1 atome de C Donc, s’il s’est formé 0,2 mole de CO2, il a disparu : 0,2 mole de O2 et 0,2 mol de C Équation bilan C + O2  CO2 Quantités de matière ( mol) nC n(O2) n(CO2) Etat initial 1 3 Etat 1 1 - 0,2 = 0,8 3 - 0,2 = 2,8 0,2

3 ) Compléter le tableau ci-dessous lorsqu’il s’est formé 0,7 mol de CO2 ( état 2 ) S’il s’est formé 0,7 mole de CO2, il a disparu : 0,7 mole de O2 et 0,7 mol de C Équation bilan C + O2  CO2 Quantités de matière ( mol) nC n(O2) n(CO2) Etat initial 1 3 Etat 2 1 - 0,7 = 0,3 3 - 0,7 = 2,3 0,7

L’équation bilan doit être équilibrée!!!! Exemple 2 : On fait réagir 1 mole de magnésium Mg et 1 mol d’ions H+. Il se forme des ions Mg2+ et du dihydrogène H2. 1 ) Compléter le tableau ci-dessous. Équation bilan Quantités de matière ( mol) n(Mg) n(H+) n(Mg2+) n(H2) Etat initial Mg + H+  Mg2+ + H2 2 La réaction doit être équilibrée!!!! 1 1 L’équation bilan doit être équilibrée!!!!

On a ainsi fait un « bilan de matière » 2 ) Compléter le tableau ci-dessous lorsqu’il s’est formé 0,3 mol de H2 ( état 1 ) Chaque fois qu’il se forme 1 molécule de H2, il se forme 1 ion Mg2+ et il disparaît 1 atome de Mg et 2 ions H+. Donc, s’il s’est formé 0,3 mole de H2, il s’est formé 0,3 mole de Mg2+ et il a disparu : 0,3 mole de Mg et 2  0,3 mol d’ions H+ Équation bilan Mg + 2 H+  Mg2+ + H2 Quantités de matière ( mol) n(Mg) n(H+) n(Mg2+) n(H2) Etat initial 1 Etat 1 1- 0,3 = 0,7 1- 2  0,3 = 0,4 0,3 0,3 On a ainsi fait un « bilan de matière »

3 ) Compléter le tableau ci-dessous lorsque 0,5 mol de Mg a réagi ( état 2 ) Si 0,5 mole de Mg a réagi, il s’est formé 0,5 mole de Mg2+, 0,5 mole de H2 et il a disparu : et 2  0,5 mol d’ions H+ Équation bilan Mg + 2 H+  Mg2+ + H2 Quantités de matière ( mol) n(Mg) n(H+) n(Mg2+) n(H2) Etat initial 1 Etat 2 1- 0,5 = 0,5 1- 2  0,5 = 0 0,5 0,5 La réaction s’arrête car il n’y a plus d’ions H+. L’ ion H+ est le réactif limitant

L’équation bilan doit être équilibrée!!!! Exemple 3 : On fait réagir 0,8 mole d’éthanol C2H6O et 5 mol de dioxygène O2. Il se forme du dioxyde de carbone CO2 et de l’eau H2O. 1 ) Compléter le tableau ci-dessous. Équation bilan Etat initial C2H6O + O2  CO2 + H2O 3 2 3 0,8 5 L’équation bilan doit être équilibrée!!!!

x ( mol) : « avancement de la réaction » 2 ) Faire le bilan de matière lorsque x mol de C2H6O ont réagi. ( état « intermédiaire » ) Chaque fois qu’une molécule de C6H6O réagit, il disparaît 3 molécules O2 et il se forme 2 molécules CO2 et 3 molécules H2O Équation bilan Etat initial Etat intermédiaire C2H6O + O2  CO2 + H2O 3 2 3 0,8 5 0,8-x 5- 3  x 2 x 3 x x ( mol) : « avancement de la réaction »

Exemple 4 : 1 ) Compléter le tableau ci-dessous. Équation bilan C + O2  CO Etat initial x = 1 3 Etat intermédiaire x 2 2 1- 2 x 3 -x 2x

2 ) Calculer l’avancement maximal et compléter le tableau d’avancement ci-dessous ( en mol) Si C est le réactif limitant : 1- 2 xmax= 0  xmax= 0,5 mol Si O2 est le réactif limitant : 3- xmax= 0  xmax= 3 mol On garde la plus petite valeur : xmax = 0,5 mol Équation bilan C + O2  CO Etat initial x = 1 3 Etat intermédiaire x Etat final xmax= 2 2 3 -x 2x 1- 2 x 1- 2 xmax = 0 3 – xmax = 2,5 2xmax = 1 0,5 Vous avez réalisé un « tableau d’avancement »

Exemple 5 : Compléter le tableau ci-dessous. Équation bilan Al + O2  Al2O3 Etat initial x = 0,8 0,6 Etat intermédiaire x Etat final xmax 4 3 2 0,8- 4 x 0,6 -3x 2x 0,8-4xmax = 0 0,6 -3xmax = 0 2xmax =0,4 = 0,2 Si Al est le réactif limitant : 0,8-4xmax= 0  xmax= 0,2 mol Si O2 est le réactif limitant : 0,6-3xmax= 0  xmax= 0,2 mol Donc les 2 réactifs sont limitants; ils étaient dans les proportions stoechiométriques et xmax= 0,2 mol