La réaction chimique et son bilan

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2 La réaction chimique et son bilan
Combustion complète du butane

3 Etat initial : Butane : 3,0 mol Dioxygène : 6,5 mol
Dioxyde de carbone : 0 mol Eau : 0 mol

4 Bilan en quantité de matière
Équation de réaction 2 C4H10 (g) + 13 O2 (g)  8 CO2 (g) + 10 H2O (l) Avancement (mol) n(C4H10) n(O2) n(CO2) n(H2O) État initial 3,0 6,5 État en cours de transformation Réactifs : le butane C4H10 et le dioxygène O2. Produits de la réaction : le dioxyde de carbone CO2 et l’eau H2O

5 État en cours de transformation
Bilan en quantité de matière Équation de réaction 2 C4H10 (g) + 13 O2 (g)  8 CO2 (g) + 10 H2O (l) Avancement (mol) n(C4H10) n(O2) n(CO2) n(H2O) État initial 3,0 6,5 État en cours de transformation x

6 État en cours de transformation
Bilan en quantité de matière Équation de réaction 2 C4H10 (g) + 13 O2 (g)  8 CO2 (g) + 10 H2O (l) Avancement (mol) n(C4H10) n(O2) n(CO2) n(H2O) État initial 3,0 6,5 État en cours de transformation x 3,0 -2 x

7 État en cours de transformation
Bilan en quantité de matière Équation de réaction 2 C4H10 (g) + 13 O2 (g)  8 CO2 (g) + 10 H2O (l) Avancement (mol) n(C4H10) n(O2) n(CO2) n(H2O) État initial 3,0 6,5 État en cours de transformation x 3,0 -2 x 6,5 -13 x

8 État en cours de transformation
Bilan en quantité de matière Équation de réaction 2 C4H10 (g) + 13 O2 (g)  8 CO2 (g) + 10 H2O (l) Avancement (mol) n(C4H10) n(O2) n(CO2) n(H2O) État initial 3,0 6,5 État en cours de transformation x 3,0 -2 x 6,5 -13 x 8 x

9 État en cours de transformation
Bilan en quantité de matière Équation de réaction 2 C4H10 (g) + 13 O2 (g)  8 CO2 (g) + 10 H2O (l) Avancement (mol) n(C4H10) n(O2) n(CO2) n(H2O) État initial 3,0 6,5 État en cours de transformation x 3,0 -2 x 6,5 -13 x 8 x 10 x

10 Recherche du réactif limitant :
L’inégalité : 3,0 - 2x > 0 conduit à x < 1,5 mol L’inégalité : 6, x > 0 conduit à x < 0,5 mol La valeur maximale de x , xMAX est la plus petite des deux valeurs précédentes : xMAX = 0,5 mol x € [ 0 , 0,5 ]

11 Etat final : xMAX = 0,5 mol n(C4H10)final = 3,0 - 2 xMAX soit
n(C4H10)final = 2,0 mol n(O2)final = 6, xMAX soit n(O2)final = 0 mol n(CO2)final = 8 xMAX soit n(CO2)final = 4,0 mol n(H2O)final = 10 xMAX soit n(H2O)final = 5,0 mol

12 État en cours de transformation
Équation de réaction 2 C4H10 (g) + 13 O2 (g)  8 CO2 (g) + 10 H2O (l) Avancement (mol) n(C4H10) n(O2) n(CO2) n(H2O) État initial 3,0 6,5 État en cours de transformation x 3,0 -2 x 6,5 -13 x 8 x 10 x Etat final xMAX = 0,5 mol 3,0 -2 xMAX 6,5 -13 xMAX 8 xMAX 10 xMAX 0,5 2,0 mol 0 mol 4,0 mol 5,0 mol

13 État en cours de transformation
Équation de réaction 2 C4H10 (g) + 13 O2 (g)  8 CO2 (g) + 10 H2O (l) Avancement (mol) n(C4H10) n(O2) n(CO2) n(H2O) État initial 3,0 6,5 État en cours de transformation x 3,0 -2 x 6,5 -13 x 8 x 10 x Etat final xMAX = 0,5 mol 3,0 -2 xMAX 6,5 -13 xMAX 8 xMAX 10 xMAX 0,5 2,0 mol 0 mol 4,0 mol 5,0 mol n(O2) n(C4H10) x (mol)

14 conclusion: le mélange butane dioxygène étudié n’était pas stœchiométrique . le dioxygène est le réactif limitant. le butane est en excès. cette méthode sera utilisée en 1 S et en TS .

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