À la fin, vous saurez
- Construire une ligne d’avancement.
- Calculer xmax en tenant compte des coefficients.
- Distinguer avancement maximal et avancement final.
Avant de commencer
Équilibrage d’équations, mole, n=m/M et n=cV.
Comprendre
Commencer par l’équation équilibrée
Pour une réaction unique notée aA+bB→cC, l’avancement x s’exprime en moles. Les quantités deviennent nA=nA,0−ax, nB=nB,0−bx et nC=nC,0+cx. Les coefficients multiplient x ; ils ne représentent pas directement les quantités initiales.
Cette limite impose qu’aucune quantité de réactif ne devienne négative. En transformation totale, xf=xmax. Pour une transformation non totale, xf peut être inférieur à xmax : on ne peut pas le calculer avec cette seule formule.
Méthode et unités
- Équilibrer l’équation.
- Convertir toutes les quantités initiales en moles.
- Écrire les variations avec les coefficients.
- Comparer les rapports quantité initiale/coefficient.
- Remplacer x par xf et vérifier les quantités finales.
Pour n=cV avec c en mol·L⁻¹, V doit être en litres. Si les rapports minimaux sont égaux, les réactifs correspondants sont consommés ensemble dans les proportions stœchiométriques.
Exemple guidé
Modèle de réaction totale : 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O. On part de 0,30 mol de H₂, de 0,10 mol de O₂ et d’aucune eau. Trouver l’état final.
- Les rapports sont 0,30/2=0,15 mol et 0,10/1=0,10 mol. Donc xmax=0,10 mol et O₂ est limitant.
- La transformation est supposée totale : xf=0,10 mol.
- H₂ final : 0,30−2×0,10=0,10 mol. O₂ final : 0. Eau formée : 2×0,10=0,20 mol.
- Contrôle : H₂ est en excès, toutes les quantités sont positives ou nulles. Il s’agit d’un calcul théorique, pas d’un protocole expérimental.
| x (mol) | H₂ | O₂ | H₂O |
|---|---|---|---|
| 0 | 0.30 | 0.10 | 0 |
| x | 0.30−2x | 0.10−x | 2x |
| xf=0.10 | 0.10 | 0 | 0.20 |
À vous de jouer
Exercice 1
Même équation : n₀(H₂)=0,12 mol et n₀(O₂)=0,10 mol. Transformation totale. Calculer xmax et la quantité d’eau formée.
Un indice
Comparez 0,12/2 et 0,10/1.
Voir la correction
xmax=0,06 mol. H₂ est limitant ; n(H₂O)=0,12 mol et il reste 0,04 mol de O₂.
Exercice 2
Une solution de concentration c=0,20 mol·L⁻¹ a un volume de 25 mL. Quelle quantité de soluté contient-elle ?
Un indice
25 mL=0,025 L.
Voir la correction
n=cV=0,20×0,025=0,0050 mol.
Exercice 3
Dans une transformation, xmax=0,10 mol mais xf mesuré vaut 0,06 mol. Quel est le taux d’avancement final ?
Un indice
Le taux est le rapport xf/xmax.
Voir la correction
τf=0,06/0,10=0,60, soit 60 %. La transformation n’est pas totale.
Les erreurs à éviter
- Ne pas comparer les quantités initiales seules si les coefficients diffèrent.
- Ne pas confondre xmax et xf sans hypothèse de transformation totale.
- Ne pas mélanger litres et millilitres dans n=cV.
Vérifiez votre compréhension
Référence scientifique
Fiche originale Dars Maroc. Les références servent à vérifier les notions ; aucun cours ni exercice tiers n’est reproduit. Cette collection couvre des notions choisies et ne constitue pas un programme officiel exhaustif. Adéquation au programme de votre classe à confirmer avec votre enseignant.
OpenStax — Chimie ↗Référence en anglais. Rédaction et exercices originaux en français et arabe.