La transformation chimique et son avancement

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

Bilan de la transformation

Réactifs:

méthane CH4

dioxygène O2

Produits:

dioxyde de carbone CO2

eau H2O

méthane + dioxygène dioxyde de carbone + eau

CH4 + O2 CO2 + H2O2 2

État initial du systèmeimposé 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

Mélange réactionnel à l’état initial

CH4 + O2 CO2 + H2O2 2

12345 123456789101112

Mélange réactionnel en cours de transformation

4 10 1 2 CH4 + O2 CO2 + H2O2 2

x = 1

4 10 1 2 CH4 + O2 CO2 + H2O2 2

Mélange réactionnel en cours de transformation

3 8 2 4 CH4 + O2 CO2 + H2O2 2

x = 2

Mélange réactionnel en cours de transformation

2 6 3 6 CH4 + O2 CO2 + H2O2 2

x = 3

Mélange réactionnel en cours de transformation

1 4 4 8 CH4 + O2 CO2 + H2O2 2

x = 4

Mélange réactionnel en cours de transformation

0 2 5 10 CH4 + O2 CO2 + H2O2 2

x = 5

Mélange réactionnel en cours de transformation

0 2 5 10 CH4 + O2 CO2 + H2O2 2

X final

Mélange réactionnel à l’état final

Évolution du système chimiqueau cours de l’avancement

5 12 0 0 CH4 + O2 CO2 + H2O2 2

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

= n1-x

= n1-x

= n1-x

= n2-2x

= n2-2x

= n2-2x

= n2-2x

= x= x

= x

= x

= 2x

= 2x

= 2x

= 2x

n1 n2 0 0 CH4 + O2 CO2 + H2O2 2

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)

Évolution du système chimiqueau cours de l’avancement

0

2

4

6

8

10

12

CH4

O2

CO2

H2O

Évolution du système chimiqueau cours de l’avancement

Quantité (mol)

Avancement x (mol)

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

finalxmax 0 2 5 10

RÉACTIFS PRODUITS