La transformation chimique et son avancement

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La transformation chimique et son avancement

Exemple de la combustion du méthane dans le dioxygène de l’air

(2)

Bilan de la transformation

Réactifs:

méthane CH₄ dioxygène O₂

Produits:

dioxyde de carbone CO₂ eau H₂O

méthane + dioxygène dioxyde de carbone + eau

CH + O 2 CO + H 2 O

Remarque : Le diazote N₂ présent dans l’air n’intervient pas dans cette transformation.

(3)

État initial du système

imposé par l’expérience

n₁ = 5 mol de CH₄ n₂ = 12 mol de O₂

Supposons par exemple l’état initial suivant :

Représentons ces proportions à l’échelle des molécules

(4)

Mélange réactionnel à l’état initial

CH₄ + O2 ₂ CO₂ + H2 ₂O

12345 101112956781234

(5)

Mélange réactionnel en cours de transformation

4 10 1 2 CH₄ + O2 ₂ CO₂ + H2 ₂O

x = 1

(6)

4 10 1 2 CH₄ + O2 ₂ CO₂ + H2 ₂O

(7)

3 8 2 4 CH₄ + O2 ₂ CO₂ + H2 ₂O

x = 2

(8)

2 6 3 6 CH₄ + O2 ₂ CO₂ + H2 ₂O

x = 3

(9)

1 4 4 8 CH₄ + O2 ₂ CO₂ + H2 ₂O

x = 4

(10)

0 2 5 10 CH₄ + O2 ₂ CO₂ + H2 ₂O

x = 5

(11)

0 2 5 10 CH₄ + O2 ₂ CO₂ + H2 ₂O

X

Mélange réactionnel à l’état final

(12)

Évolution du système chimique au cours de l’avancement

5 12 0 0 CH₄ + O2 ₂ CO₂ + H2 ₂O

x = 0

4 1 0 1 2

x = 1

3 8 2 4

x = 2

2 6 3 6

x = 3

1 4 4 8

x = 4

0 2 5 10

x = 5

0 2 5 10

x _final

= n₁ = n₂

= n₁-x = n₂-2x = x = 2x

= n₁-x

= n₂-2x

= x

= 2x

(13)

n₁ n₂ 0 0 CH₄ + O2 ₂ CO₂ + H2 ₂O

x = 0

n₁- x n₂- 2 x x 2 x

x

On atteint l’avancement final x _final pour le plus petit x tel que (n₁ - x = 0) ou (n₂ - 2x = 0)

(14)

0 2 4 6 8 10 12

CH4 O2 CO2 H2O

Quantité (mol)

Avancement

(15)

Tableau d’avancement

Équation 1 CH₄ + 2 O₂  1 CO₂ + 2 H₂O État

initial x = 0 5 12 0 0

En cours x 5 – 1 x 12 – 2 x 0 + 1 x 0 + 2 x État

final x_max 0 2 5 10

RÉACTIFS PRODUITS