Physique-Chimie : Suivi de l’évolution d’un système chimique

Introduction

Lorsqu’on réalise une réaction chimique, il est important de suivre son évolution. Cela permet de connaître la quantité de produits formés, de réactifs consommés, et de déterminer si la réaction est totale ou non totale.

L’avancement d’une réaction

L’avancement d’une réaction, noté \(x\), est une grandeur qui mesure la progression de la transformation chimique. Il est défini de manière à relier les quantités de substances en début et en fin de réaction.

Définition

Pour une réaction générale : \[ aA + bB ightarrow cC + dD \] L’avancement \(x\) permet d’écrire :

• Quantité de \(A\) consommée : \( n_A = n_A^0 - a x \)
• Quantité de \(C\) produite : \( n_C = n_C^0 + c x \)

Les tableaux d’avancement

Ils permettent de faire le suivi précis des quantités de chaque substance en fonction de l’avancement \(x\).

Exemple

Pour la réaction : \( aA + bB ightarrow cC + dD \), le tableau d’avancement est :

Quantités initiales (en mol)	nA0	nB	nC	nD
Avant réaction	\( n_A^0 \)	\( n_B^0 \)	0	0
Après réaction (à l’avancement \(x\))	\( n_A^0 - a x \)	\( n_B^0 - b x \)	\( c x \)	\( d x \)

Transformation totale vs transformation non totale

Transformation totale

Une réaction est dite totale lorsque tout le réactif limitant est consommé. La réaction se termine lorsque cette substance est entièrement transformée, et il ne reste plus aucune quantité de cette substance dans le système.

Transformation non totale

Une réaction est non totale si une partie du réactif limitant reste inchangée à la fin de la réaction, même si une partie des produits a été formée. La réaction n’a pas consommé complètement le réactif limitant.

Conclusion

L’étude de l’avancement, à travers le tableau d’avancement, permet de déterminer si la réaction est totale ou non. Cela est essentiel pour le contrôle des réactions en chimie.