Evolution d'un système chimique et tableau d'avancement

Sommaire

Introduction

La stœchiométrie

Le tableau d'avancement

L'état final

Stoechiométrie

Définition

Soit la réaction d’équation :

a A + b B \rightarrow c C + d D

Un mélange initial est dit stœchiométrique si les quantités initiales des réactifs sont dans les mêmes proportions que les nombres stœchiométriques, c’est-à-dire que les réactifs sont tous limitants, soit :

\frac{n_0(A)}{a}=\frac{n_0(B)}{b}

Propriété

Dans le cas d’une transformation non totale, on ne peut conclure sur l’état final d’un mélange initial stœchiométrique.

Dans le cas d’une transformation totale pour un mélange initial stœchiométrique, les quantités finales de réactifs sont nulles.

Seuls les produits de la réaction et les éventuelles espèces spectatrices sont présents à l’état final.

Tableau d'avancement

Définition

L’avancement d’une réaction, noté $x$ , est une grandeur exprimée en mole qui permet de rendre compte de l’évolution des quantités de matière des espèces au sein d’un système chimique au cours du temps.

Définition

Le tableau d’avancement décrit l’évolution des quantités de matière d’un système chimique de l’état initial à l’état final, en fonction de l’avancement $x$ .

Propriété

Le système chimique va logiquement évoluer depuis un état initial où $x=0$ vers un état final pour lequel $x=x_f$ .

Les quantités de matière des réactifs vont diminuer (puisqu’ils sont consommés) tandis que celles des produits vont augmenter (puisqu’ils sont formés).

Etat final

Définition

L’avancement maximal $x_{max}$ correspond à la plus petite valeur de l’avancement pour laquelle la quantité finale d’au moins un des réactifs est nulle.

Ce réactif est le réactif limitant.

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