Modélisation des transformations chimiques & Bilan de la matière.
Modélisation des transformations chimiques et Bilan de la matière, cours et exercices Tronc commun international Tc Biof.
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| transformations chimiques et Bilan de la matière |
On arrive à la dernier cours en programme chimie tronc commun Maroc, ou on va étudier les transformations chimique, et bilan de la matière Pendant des réaction chimiques, les partie de notre cours sont:
b) Tableau d’avancement
Vous noterez bien de quelle manière les coefficients stœchiométriques
a) Avancement maximal
- La transformation chimique,
- Tableau d’évolution d’une transformation chimique,
- Avancement maximal,
- cours Bilan de la matière en PDF et Word
- Exercices transformations chimiques & Bilan de la matière
- Vidéos a la fin de ce cours.
1) La transformation chimique
Un système chimique est décrit par les différentes
espèces chimiques qui le composent, leurs quantités de matière, leurs états
physiques et les conditions de température et de pression.
Le passage d’un système chimique d’un état initial à
un état final est appelé transformation chimique. A l’échelle macroscopique
cette transformation est modélisée par une réaction chimique dont nous écrivons
l’écriture symbolique : l’équation de réaction.
Par exemple, pour modéliser la transformation chimique
entre l’oxyde de cuivre et le carbone, on écrit l’équation de réaction
suivante :2CuO+C=CO2+2Cu
Si on fait réagir une masse m1 = 0,6 g de carbone et m2
= 1,6 g
d'oxyde de cuivre, on pourra décrire l’état initial à partir des quantités de
matières suivantes : n1(C)=0.05 mol et n2(CuO)=0.02 mol.
2) Tableau d’évolution d’une transformation chimique
Faire un bilan de matière consiste à décrire l’état du
système au cours de la transformation chimique, en donnant les quantités de
matière de chacune des espèces chimiques concernées. Pour cela nous allons
construire un tableau et introduire une grandeur décrivant l’évolution du
système chimique
a) Avancement d’une réaction
L’avancement d’une réaction chimique est une variable,
notée x, qui permet de déterminer les quantités de matière de réactifs
transformés et de produits formés. L’avancement x est une quantité de
matière qui s’exprime donc en mol.
A l’état initial, l’avancement
est nul et à l’état final l’avancement est maximal (noté xmax). Au
cours de la transformation 0 < x < x max.
Remarque : la présentation Power Point
Avancement_sandwichs est une manière simple et ludique de comprendre rapidement
ce que représente concrètement l’avancement en chimie.
b) Tableau d’avancement
Le tableau descriptif de l’évolution de la
transformation est donné pour une réaction entre des espèces A et
B donnant C et D (a, b, c et d représentent les coefficients
stœchiométriques). Toutes les valeurs sont données en mol, puisqu’il s’agit de
quantités de matière.
Equation
de réaction
|
a A + b
B ® c C + d D
|
||||
Avancement
(en
mol)
|
nA
(en
mol)
|
nB
(en
mol)
|
nC
(en
mol)
|
nD
(en
mol)
|
|
Etat
initial
|
0
|
nAi
|
nBi
|
nCi
|
nDi
|
En
cours de transformation
|
x
|
nAi
– a.x
(ce
qui reste)
|
nBi
– b.x
(ce
qui reste)
|
nCi
+ c.x
|
nDi
+ d.x
|
Pour continuer
l’exemple de la réaction entre l’oxyde de cuivre et le carbone, voici le
tableau d’avancement obtenu avec l’état initial évoqué dans le paragraphe 3 :
Equation de réaction
|
2
CuO + C ®
CO2 + 2 Cu
|
||||
Avancement
(en mol)
|
nCuO
(en mol)
|
nC
(en mol)
|
nCO2
(en mol)
|
nCu
(en mol)
|
|
Etat initial
|
0
|
0,02
|
0,05
|
0
|
0
|
En cours de transformation
|
x
|
0,02– 2.x
(ce qui reste)
|
0,05 – x
(ce qui reste)
|
x
(se forme)
|
2.x
(se forme)
|
interviennent en facteur de l’avancement pour indiquer qu’une espèce
est consommée deux fois plus vite (pour CuO par exemple).
a) Avancement maximal
L’état final d’un système chimique en évolution est atteint lorsque les
quantités de matières des réactifs n’évoluent plus. L’avancement vaut alors x max.
L’avancement maximal est la plus
petite valeur de l’avancement pour laquelle la quantité de matière d’un des
réactifs est nulle. Ce
réactif qui a été entièrement consommé lors de la transformation chimique est
appelé réactif limitant.
Pour notre exemple,
nous avons deux hypothèses à faire :
·
Soit CuO est réactif limitant. Dans ce cas, à l’état
final, nous avons : 0,02– 2.xmax
= 0, donc xmax = 0,01 mol
·
Soit C est réactif limitant. Dans ce cas, nous
avons : 0,05–xmax = 0, donc xmax = 0,05 mol
On choisit la plus
petite valeur de l’avancement xmax = 0,01 mol et le réactif limitant
est donc l’oxyde de cuivre.
Remarques :
·
Si nous avions pris la plus grande valeur, cela nous
aurait amené à une quantité négative d’oxyde de cuivre à l’état final. Ce qui
n’a pas de sens.
·
Le réactif qui n’est pas limitant est dit en excès.
·
Il peut arriver que les deux réactifs soient
limitants. On est alors dans les proportions stœchiométriques et il ne reste
aucun réactif à l’état final.
Cours transformations chimiques & Bilan de la matière.
vous pouvez Télécharger le cours transformations chimiques & Bilan de la matière par ces liens:
cours 1.pdf
Exercices corrigés Transformations chimiques & Bilan de la matière.
vous trouvez ici des exemples des séries d'exercices concerne le cours Modélisation des transformations chimiques et Bilan de la matière avec correction. Télécharger par ces liens les exercices:
Série N1.pdf
Correction Série N1.pdf
Vidéo Réaction chimiques et Bilan de la matière:
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