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

Système étudié : On met en présence : 50,0 mL d’une solution contenant des ions cuivre II notés Cu2+ de concentration C égale à 0,20 mol/L avec une solution contenant 40 mmol ou 40 x 10-3 mol 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.

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

Le tableau d’avancement ! Cu2+(aq) + 2OH- (aq)  Cu(OH)2 (s) Etat initial ? Etat intermédiaire 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 : 50,0 mL d’une solution contenant des ions cuivre II Cu2+ de concentration c égale à 0,20 mol/L avec une solution contenant 40 mmol d’ions hydroxyde OH- Compléter deux cases du tableau

? 40 Cu2+ (aq) + 2OH- (aq)  Cu(OH)2(s) Etat initial En mmol ? 40 Etat intermédiaire Etat final

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

Système étudié : 50,0 mL d’une solution contenant des ions cuivre II Cu2+de concentration c égale à 0,20 mol/L 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 désigne la quantité de matière du soluté contenue dans un litre de solution. Donc : n = c x V On a donc n = 0,20x0,050 = 0,010 mol Donc nCu2+ = 10 mmol = 10 x 10-3 mol La réponse !

10 40 ? Cu2+ (aq) + 2OH- (aq)  Cu(OH)2 (s) Etat initial En mmol 10 40 Etat intermédiaire ? Etat final

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

L’avancement est un nombre, noté x et exprimé en mole, qui permet de décrire quantitativement un système chimique en cours de transformation

On avance ! x = 0 10 40 x 10 - x 40 - 2x ? Cu2+(aq) + 2OH- (aq)  Cu(OH)2 (s) Etat initial En mmol x = 0 10 40 Etat intermédiaire x 10 - x 40 - 2x Etat final ?

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

Cu 2+(aq) + 2OH-(aq)  Cu(OH)2 (s) Etat initial En mmol x = 0 10 40 Etat intermédiaire x 10 - x 40 - 2x Etat final x = xmax 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 Pour nCu2+ Pour nHO- L’avancement maximal est obtenu par la relation: n Cu2+ = 0 10 – xmax = 0 xmax = 10 xmax = 10 mmol Pour nHO- L’avancement maximal est obtenu par la relation: n HO- = 0 40 – 2xmax = 0 2xmax = 40 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 !

x = 0 10 40 x 10 - x 40 - 2x Cu 2+(aq) + 2OH-(aq)  Cu(OH)2(s) Etat initial En mmol x = 0 10 40 Etat intermédiaire x 10 - x 40 - 2x Etat final x = xmax 40 – 2xmax = 20 xmax = 10

Quel est alors le réactif limitant ? Et puis qu’est ce que c’est ?

Le réactif limitant est le réactif qui est entièrement consommé à la fin de la transformation chimique

Donc Cu2+ est le réactif limitant Cu 2+(aq) +2OH(aq)  Cu(OH)2 (s) Etat initial En mmol x = 0 10 40 Etat intermédiaire x 10 - x 40 - 2x Etat final x = xmax 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 de l’hydroxyde de cuivre (II ) formée au cours de la transformation

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

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

On a bien travaillé !

Avec les exercices n° 17 et 21 page 168 et On continue :)) !! Avec les exercices n° 17 et 21 page 168 et n° 28 page 169