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Niveau seconde
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équation

Posté par
Lina
25-04-12 à 00:10

Bonjour
J'aimerais savoir pourquoi faut-il ajuster les équations? On modifie les quantités de matières des espèces chimiques, donc on modifie la transformation?

Posté par
coriolan
re : équation 25-04-12 à 11:52

Lors d'une transformation chimiques ,les atomes constituant les réactifs vont se combiner différemment pour former les produits.
Il faudra donc retrouver dans les produits les types d'atomes contenus dans les réactifs ,et en même nombre.
C'est ce qu'on appelle la conservation de la matière.
Ajuster  une équation revient à faire en sorte qu'on aura à droite et à gauche les mêmes sortes d'atomes ,et en même nombre .
On ne peut que modifier les nombres devant les formules (nombres stoechiométriques) ,mais jamais les nombres dans les formules (indices).

exemple
CH4  + O2  =CO2  + H2O
à gauche                           à droite
1" C"                               1"C"
4"H"                                2"H"
2"O"                                3"O"
cette équation n'est pas ajustée

CH4  +2 O2  =CO2  + 2 H2O
à gauche                           à droite
1" C"                               1"C"
4"H"                                4"H"
4"O"                               4"O"
cette équation est ajustée

Posté par
Lina
re : équation 25-04-12 à 12:44

Merci
Si on venait à ajuster une équation en rajoutant des nombres devant les formules, on modifie la quantité de matière, donc la transformation ? D'où provient la matière qu'on rajoute ?

CH4  + O2  = CO2  + H2O
CH4  +2 O2  = CO2  + 2 H2O

Posté par
coriolan
re : équation 25-04-12 à 17:52

les coefficients indiquent les proportions entre produits et réactifs dans le cas d'une réaction au cours de laquelle les réactifs seraient tous les deux entièrement consommés.C'est ce qu'on appelle les proportions stoechiométriques.

dans le cas de cette équations ,il faut 1 mol de CH4 et 2 mol de O2 pour obtenir 1 mol de CO2 et 2 mol de H2O
on peut aussi écrire que dans les conditions stoechiométriques
n(CH4)/n(O2)=1/2  ou que n(CH4)/n(CO2)=1/1=1  par exemple

si on utilisait 0,4 mol de CH4 et 0,8 mol de O2 on serait dans les conditions stoechiométriques  car n(CH4)/n(O2)=0,4/0,8=1/2=0,5

très souvent ,on ne fait pas réagir les réactifs dans les conditions stoechiométriques.Un des réactif sera entièrement consommé (réactif limitant) et l'autre sera en excès.
par exemple si on utilisait 0,8 mol de CH4 et 2 mol de O2 on ne serait pas dans les conditions stoechiométriques car n(CH4)/n(O2)=0,8/2=0,4 0,5

il ne faut pas confondre les coefficients de l'équation avec les quantités de matière utilisées.
Ta question laisse penser que tu fais cette confusion.
Actuellement je crois qu'on utilise plutôt la méthode du  tableau d'avancement pour savoir quel réactif est éventuellement en excès et quelles qté de produits on obtient

Posté par
Lina
re : équation 25-04-12 à 23:32

Merci
quelle est la différence entre les coefficients de l'équation et les quantités de matière utilisées ?

Posté par
coriolan
re : équation 26-04-12 à 10:13

les coefficients indiquent les proportions  "idéales" entre produits et réactifs
"Idéale"s signifie que dans le cas d'une réaction totale ( seul type de réactions étudiées en seconde),il ne reste plus de réactifs.

Ces coefficients ne représentent pas des qtés de matière.
Dans un tableau d'avancement ,ces coefficients sont les multiplicateurs de l'avancement x
par exemple ,si on fait réagir 0,8 mol de CH4 sur 1 mol de O2 ,on aura la tableau suivant

                                      CH4     +2 O2  =     CO2  + 2 H2O
état initial                          0,8        1          0            0
en cours de réaction    o,8-x         1-2x          +x           +2x

cela veut dire que s'il disparait x mol de CH4 il disparait 2x mol de O2 et se forme  x mol de CO2  et 2x mol de H2O .les coefficients 2 sont ceux de l'équation.(on n'écrit pas les coefficients 1)

on trouvera l'état final en cherchant la  valeur de x qui annule chaque qté de réactif
pour CH4  0,8-x=0  si x=0,8 mol
pour O2   1-2x=0  si   x= 0,5 mol
on retient la plus petite valeur des deux : x=0,5 mol. on la désigne par xmax .C'est la plus grande valeur possible de x.(en effet ,si on retenait 0,8 ,pour O2 on aurait 1-2*08=-0,6mol .Une valeur négative n'a pas de sens .Il ne peut pas rester - o,6 mol)


                                   CH4     +2 O2  =     CO2  +     2 H2O
état initial                       0,8        1              0       0
en cours de réaction        o,8-x       1-2x           +x     +2x
état final                     0,8-0,5       1-2*0,5         0,5     2*0,5
                                0,3 mol         0                0,5      1

on voit qu'il reste du méthane (0,3 mol) .C'est le réactif en excès.
il ne reste plus de O2  c'est le réactif en défaut ou limitant.

j'espère que tu vois que les coefficients sont distincts des  qtés de matière utilisées.Par contre ils servent pour trouver les qtés de produits formés et les quantités de réactifs qui restent éventuellement

Posté par
Lina
re : équation 26-04-12 à 10:48

Réaction totale et mélange stœchiométrique c'est la même chose ?

Posté par
coriolan
re : équation 26-04-12 à 14:33

une réaction est totale si à l'état final au moins l'un des réactifs a disparu.

Si a l'état final les deux réactifs ont disparu,la réaction est totale et les réactifs étaient dans les proportions stoechiométriques  

En reprenant la réaction précédente
0,8 mol de CH4 et 1 mol de O2 :à l'état final n(CH4)= O,3 mol et n(O2)=O mol
La réaction est totale .CH4 est en excès.Les proportions des réactifs ne sont pas stoechiométriques.

autre cas
0,8 mol de CH4  et 1,6 mol de O2  .A l'état final,n(CH4)=0  et n(O2)= 0
La réaction est totale et dans les conditions stoechiométriques.


Quand on utilise  un tableau d''avancement,on sait si une réaction se fait dans les conditions stoechiométriques si xmax est le même pour les 2 réactifs.



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