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T1 CHAP2 : Evolution d’un système chimique - Coggle Diagram
T1 CHAP2 : Evolution d’un
système chimique
Définitions
Un oxydant
: est une espèce chimique capable de gagner un ou plusieurs électrons.
Un réducteur
: est une espèce chimique capable de céder un ou plusieurs électrons.
I) Modéliser une transformation par une réaction d’oxydo réduction
Une espèce chimique oxydante et une espèce chimique réductrice forment un couple
oxydant/réducteur
si on peut passer de l’une à l’autre par
gain ou perte
d’électrons
Les deux espèces sont dites
conjuguées
Une oxydation
correspond à une perte d’électrons
Pour un couple, une demi équation d’oxydo réduction peut être écrite:
𝑜𝑥𝑦𝑑𝑎𝑛𝑡+𝑛𝑒−=𝑟é𝑑𝑢𝑐𝑡𝑒𝑢𝑟
Une réduction
correspond à un gain d’électrons.
Lors d’une réaction d’oxydoréduction, il y a un
transfert d’électrons du réducteur d’un couple à l’oxydant d’un second couple.
L’équation d’une réaction d’oxydoréduction est établie en combinant les demi-équations des deux couples mis en jeu, de façon à ce que les électrons n’interviennent pas.
II) Établir un bilan de matière à l’état final
A.Quantité de matière
Pour calculer une quantité de matière n :
Dans le cas d’un solide: 𝒏=𝒎/𝑴;
Unités:
: n en mol, m en g et M en g.mol 1
Dans le cas d’une solution aqueuse: 𝒏=𝑪×𝑽;
Unités:
n en mol, V solution en L et C en mol.L 1
B. Avancement
Dans l’état initial (E.I.), l’avancement vaut 0 mol puis croît au cours de la transformation pour atteindre la valeur x f à l’état final (E.F.).
L’avancement
x en mol permet de suivre l’évolution des quantités de matière des réactifs et des produits au cours des réactions chimiques.
Le réactif dont la quantité de matière est nulle à E.F. est appelé réactif limitant . Les réactifs encore présents à l’état final sont dits en excès
Lorsque l’un au moins des réactifs a été consommé, l’avancement maximal
x max est atteint.
Lorsque le réactif limitant est entièrement consommé à E.F., la transformation est dite totale et x f (=) x max
Si le réactif théoriquement limitant est encore présent à E.F., alors la valeur maximal de l’avancement n’est pas atteinte:
x f < x max
Si la transformation est limitée ou n’est pas encore arrivée à son terme, pour déterminer x f, il faut alors réaliser une mesure expérimentale.
C. Tableau d'avancement
Les réactifs sont consommés, leurs quantités dematière diminuent au cours du temps. Au contraire, les produits sont formés et donc leur quantités de matière augmentent.
Le tableau d’avancement donne l’évolution des quantités de matière des réactifs et des produits de E.I. à E.F. en fonction de l’avancement x
Au laboratoire, l’avancement x f est l’avancement mesuré lorsqu’il n’y a plus aucune évolution du système.
D. Détermination du réactif limitant
Pour identifier le réactif limitant, il faut rechercher la valeur de l’avancement maximal pour chacun des réactifs. Le réactif limitant est celui pour lequel la valeur de l’avancement maximal est la plus petite.
Calculer xmax dans le cas du tableau d’avancement du C.
Dans le cas d’un mélange initial stœchiométrique, les quantités de matière finales des réactifs sont nulles pour la même valeur de xmax
Un mélangeante est
stœchiométriques
les quantités de matière initiales de tous les réactifs sont dans les mêmes proportions que leurs nombres stœchiométriques.
E. Bilan de matière
Le tableau d’avancement permet de dresser un bilan de matière à tout instant, de l’état initial à l’état final.
La valeur de l’avancement final permet de réaliser le bilan de matière, donc de calculer toutes les quantités de matière des espèces encore présentes dans le système à l’état final.
à Savoir
Établir le demi-équations d'oxydoréduction
a.Placer l’oxydant et le réducteur de chaque côté du signe =
b. Conservation des éléments autres que l’hydrogène et l’oxygène soit conservés.
c. Conservation de l’oxygène en ajoutant dans l’équation des molécules d’eau.
d. Conservation de l’hydrogène en ajoutant dans l’équation des ions hydrogène H
e. Calcul des charges dues aux entités + conservation de la charge électrique en ajoutant des électrons.
Établir l'équation d'oxydoréduction
a. Ecrire les demi équations des deux couples impliqués.
b. Placer les deux réactifs à gauche en « retournant »l’une des demi équations.
c. Multiplier une demi équation ou les deux par un coefficient adapté pour équilibre le nombres d’électrons libérés et captés.
d. Faire la somme coefficientée des deux demi équations.
aucun électron ne doit apparaître dans le bilan global. les règles de conversation des éléments chimiques et de la charges électrique doivent être vérifiées de chaque côté de la flèche
A ne pas confondre:
...X f et Xmax : X f correcponds à la valeur réelle de l'avancement e fin de trans formation alors que Xmax est la valeur théorique que prends l'avancement dans le cas où l'un des réactifs est entièrement consommé