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Avancement de réaction et taux d'avancement de réaction pour une réaction incomplète Exemple : réaction incomplète de synthèse de l'ammoniac |
Taux d'avancement de réaction, taux de conversion par rapport à un réactif.
Une réaction incomplète est une réaction qui ne peut pas être totale , comme par exemple la réaction de l'acide éthanoïque (acide faible) avec l'eau : CH3COOH + H2O ó CH3COO- + H3O+ à laquelle est associée une constante d'équilibre . Ce peut être aussi une réaction totale dont l'évolution n'a pas encore eu le temps de se terminer. La valeur de l' avancement de réaction peut alors, lorsque la réaction est incomplète, être inférieure à la valeur maximale de l'avancement de réaction xmax.
On peut donc, pour mesurer l'évolution de la réaction par rapport à l'évolution maximale, définir un taux d'avancement de réaction que l'on notera x , x étant une grandeur sans dimension , qui représentera la fraction de réactifs ayant réagi par rapport à celle qui aurait disparu si la réaction était totale.
Le taux ou degré d'avancement de réaction x s'écrit :
x = x / xmax.
Lorsque la réaction est totale, c'est à dire lorsqu'elle consomme la totalité d'au moins un des réactifs, le taux d'avancement de réaction vaut 1 (ou encore 100%). Si ce n'est pas le cas, le taux d'avancement de réaction est compris entre 0 et 1 ( ou entre 0 et 100%).
Ce taux d'avancement peut être différent du taux de conversion relatif lui à chacun des réactifs.
Le taux de conversion du réactif A est égal au rapport du nombre de moles de A restant sur le nombre de moles de A initialement présentes. On écrira donc :
tA = (n°A - nA) / n°A et tB = (n°B - nB) / n°B
Si les proportions initiales de A et de B sont différentes des proportions stoechiométriques , seul le taux de conversion du réactif minoritaire sera égal au taux d'avancement de réaction.
Exemple : réaction incomplète de synthèse de l'ammoniac
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Soit un réacteur fermé contenant initialement une mole de diazote N2 et une mole de dihydrogène H2. Dans ce réacteur peut se produire la réaction : N2 + 3 H2 ó 2 NH3 A un instant donné, le contenu du réacteur est de : 0,8 mol de N2, 0,4 mol de H2 et 0,4 mol de NH3. Quels sont à cet instant les valeurs de l'avancement de réaction , du taux d'avancement de réaction et des taux de conversion par rapport à N2 et H2 ? |
Solution non détaillée
Solution détaillée animée...
PROBLEME D'AUTO-APPRENTISSAGE .
Vous trouverez le problème suivant dans la section s'exercer.
Pour y accéder, cliquez sur l'icône 
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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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Calcul de l'avancement et du taux d'avancement de réaction Pour une réaction donnée vous connaissez les compositions des états initiaux et finaux et vous devez donner l'avancement et le taux d'avancement de réaction |
SIMULATEUR
Vous trouverez la simulation suivante dans la section simuler. Pour y accéder,
cliquez sur l'icône 
dans le bandeau de
gauche et choisissez le chapitre correspondant dans la table des matières.
Ces simulations sont toujours interactives.
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Visualisation de l'avancement et du taux d'avancement de réaction au cours d'une transformation complète Vous définissez vous même une réaction chimique, vous choisissez les quantités de matière initialement présentes pour chaque réactif et chaque produit et vous pouvez voir instantanément l'état final (quantités de matière) ainsi que les taux d'avancement de réaction et les taux de conversion par rapport à chacun des réactifs. Cet outil permet de bien faire la distinction entre l'avancement d'une réaction (en mol) et le taux d'avancement de réaction (en %). |
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