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Calcul de l'avancement de réaction pour une réaction totale Exemple : cas de la chloration de l'éthane |
La notion d'avancement de réaction va considérablement faciliter le calcul de la composition d'un réacteur une fois la réaction chimique terminée. (Dans le langage des chimistes, on parlera plutôt de l'état final du système étudié.)
L'avancement de réaction sera encore utile pour déterminer des grandeurs liées aux quantités de produits consommés par une réaction chimique comme la chaleur dégagée.
Calcul de l'avancement de réaction pour une réaction totale
| Soit la réaction totale : | a A | + | ß B | à | g C | + | d D |
| Si l'état initial est défini ainsi en nombre de moles | n°A | n°B | n°C | n°D | |||
| L'état final sera : | n°A - a.x | n°B -ß.x | n°C + g.x | n°D + d.x |
ce bilan respecte la définition différentielle de l'avancement de réaction puisque la variation du nombre de mol du composé A s'écrit : dnA = - a.d x = nA d x.
L'avancement de réaction se calcule en considérant que la réaction s'arrêtera lorsque l'un des réactifs A ou B sera totalement épuisé c'est à dire lorsque soit nA soit nB sera nul.
Une valeur de x correspondant à un nombre de moles nA ou nB négatif n'a aucun sens.
Le réactif dont la quantité de matière peut s'annuler est le réactif minoritaire.
Lorsque les quantités de matière des deux réactifs peuvent s'annuler on dit que le mélange est en proportions stoechiométriques (il n'y a pas de réactif minoritaire et n°B / n°A = ß / a )
Pour une réaction totale l'avancement de réaction x sera donc la plus petite des deux valeurs (positives)
n°A / a ou n°B / ß .
Soit x = valeur minimum ( n°A / a ; n°B / ß ).
La réaction étant totale, cette valeur de x est la plus élevée possible on la notera donc x max.
Exemple : cas de la chloration de l'éthane
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Soit un mélange contenant 2 moles de dichlore Cl2 et 2 moles d'éthane C2H6. La réaction de chloration de l'éthane qui se produit s'écrit : C2H6 + 6 Cl2 à C2Cl6 + 6 HCl Quel est l' avancement de réaction si cette dernière est supposée totale ? |
PROBLEME D'AUTO-APPRENTISSAGE
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et choisissez le chapitre correspondant dans la table des matières. Ces
exercices sont conçus pour vous apprendre à les résoudre
: leur originalité est de proposer une aide guidée très
détaillée et progressive.
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Etablissement du bilan réactionnel d'une réaction quelconque Une réaction chimique et un état initial sont tirés au sort. Vous devez alors calculer la composition de l'état final correspondant. |
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