La transformation chimique et son avancement

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1 La transformation chimique et son avancement
Exemple de la combustion du méthane dans le dioxygène de l’air

2 Bilan de la transformation
État initial - méthane CH4 (g) - dioxygène O2 (g) Diazote N2 (g) Eau (H2O) Dioxyde carbone ….. État final - dioxyde de carbone CO2 (g) -Diazote N2 (g) - Eau (g) - ..

3 dioxyde de carbone CO2(g)
La réaction chimique Réactifs: méthane CH4 (g) dioxygène O2(g) Produits: dioxyde de carbone CO2(g) eau H2O (g) Remarque : Le diazote N2 présent dans l’air n’intervient pas dans cette transformation. méthane + dioxygène dioxyde de carbone + eau 2 CH O CO H2O

4 État initial du système imposé par l’expérience
Supposons par exemple l’état initial suivant : n1 = 5 mol de CH4 n2 = 12 mol de O2 Représentons ces proportions à l’échelle des molécules

5 CH4 + O2 CO2 + H2O 2 Mélange réactionnel à l’état initial 2 4 3 4 3 2
5 10 11 12 9 8 5 7 6 1 1

6 Mélange réactionnel en cours de transformation
CH O CO H2O 2 x = 1

7 Mélange réactionnel en cours de transformation
CH O CO H2O 2

8 Mélange réactionnel en cours de transformation
CH O CO H2O 2 x = 2

9 Mélange réactionnel en cours de transformation
CH O CO H2O 2 x = 3

10 Mélange réactionnel en cours de transformation
CH O CO H2O 2 x = 4

11 Mélange réactionnel en cours de transformation
CH O CO H2O 2 x = 5

12 CH4 + O2 CO2 + H2O 2 0 2 5 10 Mélange réactionnel à l’état final
X final

13 Évolution du système chimique au cours de l’avancement
CH O CO H2O 2 x = 0 = n1 = n2 x = 1 = n1-x = n2-2x = x = 2x x = 2 = n1-x = n2-2x = 2x = x x = 3 = n1-x = n2-2x = x = 2x x = 4 = n1-x = 2x = n2-2x = x x = 5 = n1-x = x = n2-2x = 2x x final

14 Évolution du système chimique au cours de l’avancement
CH O CO H2O 2 x = 0 n n x n1- x n2 - 2 x x x On atteint l’avancement final x final pour le plus petit x tel que (n1 - x = 0) ou (n2 - 2x = 0)

15 Évolution du système chimique au cours de l’avancement
Quantité (mol) n(CH4)=n1-x n(O2)=n2- 2x n(CO2)=x n(H20)= 2x Avancement x (mol) 5

16 Tableau d’avancement RÉACTIFS PRODUITS Équation
1 CH4 + 2 O2  1 CO2 + 2 H2O État initial mol 5 12 xi = 0 En cours x 5 – 1 x 12 – 2 x 0 + 1 x 0 + 2 x État final xF 2 10 RÉACTIFS PRODUITS