Aurélie nov 2001

Chimie bac : tableau d'avancement

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Excès d'un réactif :

Le carbure de calcium CaC2 réagit avec l'eau pour donner l'hydroxyde de calcium Ca(OH)2 et de l'acétylene C2H2.(Ca = 40 ; O=16 ; H = 1,0 ; C =12 g/mol.)

Buts: masse d'acétylène obtenue en faisant réagir 100 g de carbure de calcium avec 100 g d'eau.

Masse du réactif en excès.

CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + C2H2

quantité de matière (initiale) : masse (g) / masse molaire (g/mol)

masse molaire carbure de calcium : 40+2*12 = 64 g/mol ; M(H2O) = 2+16 = 18 g/mol

n(CaC2)=100 / 64 =1,56 mol ; n(H2O)=100 / 18 = 5,55 mol eau


avancement (mol)
CaC2
+ 2 H2O
= Ca(OH)2
C2H2
initial
0
1,56
5,55
0
0
en cours
x
1,56 - x
5,55 -2 x
x
x
final
xmax = 1,56
1,56 - xmax

0

5,55 -2xmax

5,55-2*1,56 = 2,43

xmax

1,56 mol

xmax

1,56 mol

Si CaC2 est en défaut : 1,56 - xmax =0 soit xmax =1,56

si l'eau est en défaut : 5,55 -2 xmax =0 soit xmax = 2,78

On retient la plus petite valeur : xmax =1,56 mol ; l'eau est en excès.


masse d'eau en excès : 2,43 * M(eau) = 43,7 g .

masse d'acéthylène formée : n(C2H2)*M(C2H2) = 1,56*(2*12+2)= 40,6 g .



Excès d'un réactif :

On plonge une lame de zinc Zn dans 50 mL d'une solution décimolaire ( C= 0,10 mol/L) de nitrate d'argent Ag NO3. On observe la formation d'un dépôt métallique d'argent Ag. La plaque de zinc est pesée régulierement et, après un certain temps, on s'aperçoit que sa masse ne varie plus. On analyse alors la solution et on constate qu'elle contient du nitrate de zinc (Zn2+ + 2NO3-) . Ag= 108 ; Zn = 65,4 g/mol. 

Buts: masse du dépôt d'argent ; variation de la masse du zinc.

Zn + 2Ag+ = Zn2+ et 2Ag

le zinc disparaît ; sa masse va diminuer. La quantité de matière initiale de zinc est notée n (mol).

Quantité de matière d'ion argent Ag+ (mol) = volume (L) fois concentration (mol/L) = 0,05*0,1 = 5 10-3 mol = 5 mmol .


avancement (mmol)
Zn
+ 2 Ag+
= Zn2+
2 Ag
initial
0
n
5
0
0
en cours
x
n - x
5 -2 x
x
2 x
final
xmax
n-xmax

= n-2,5

5-2xmax

=0

xmax= 2,5
xmax= 2,5
La réaction s'arrête lorsque l'un des réactifs a disparu, dans ce cas l'ion argent Ag+.

5 -2 xmax = 0 donne xmax = 2,5 mmol. Le zinc est en excès.


.

2,5 mmol zinc métal a disparu

masse (g) =Qté de matière (mol) fois masse molaire (g/mol)

diminution de la masse de zinc : 2,5 10-3*65,4 = 0,16 g

masse d'argent : 5 10-3 *108 = 0,54 g



 Proportions stoechiométriques :

L'aluminium réagit avec le dichlore suivant l'équation suivante : 2Al + 3Cl2= 2AlCl3

I- On fait réagir 0,15 mol d'aluminium.

But : quantité de matière de dichlore notée n ( mol)


avancement (mol)
2Al
+ 3Cl2
= 2AlCl3
initial
0
0,15
n
0
en cours
x
0,15-2x
n-3x
2 x
fin
xmax
0,15-2xmax
n-3xmax
2xmax
 

Le mélange initial étant en proportions stoechiometriques :

0,15-2xmax =0 soit xmax = 0,075 mol

et n-3xmax =0 soit n = 3xmax = 0,22 mol.


II- On veut produire 2 10-4 mol de chlorure d'aluminium.

But : quantités de matière (mol) initiales des réactifs ( notées a et b )

 


avancement (mol)
2Al
+ 3Cl2
= 2AlCl3
initial
0
a
b
0
en cours
x
a-2x
b-3x
2 x
fin
xmax
a-2xmax
b-3xmax
2xmax = 2 10-4
2xmax = 2 10-4 soit xmax = 10-4 mol.

Le mélange initial étant en proportions stoechiometriques :

a-2xmax = 0 soit a = 2 10-4 mol ; b-3xmax = 0 soit b = 3 10-4 mol.


III- On veut produire 2 10-4 mol de chlorure d'aluminium.

But : volume de dichlore (gaz) et volume d'aluminium( solide).

Données : M(Al ) 27 g/mol ; masse volumique de l'aluminium mAl = 2,7 g/mL ; volume molaire des gaz VM= 24 L/mol.

volume Cl2 = n(Cl2) * volume molaire = 3 10-4 * 24 = 7,2 10-3 litre

masse aluminium = n(Al) * masse molaire = 2 10-4 * 27 = 5,4 10-3 gramme

volume aluminium = masse aluminium ( g) / masse volumique aluminium ( g/mL) 

5,4 10-3 / 2,7 = 2 10-3 mL.



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