On considère la réaction chimique suivante :
\ce{2C4H10_{(g)}}+13\ce{O2_{(g)}}\ce{->}8\ce{CO2_{(g)}}+10\ce{H2O_{(l)}}
À l'état initial, le système contient 5,4 mol de butane \ce{C4H10}, qui est le réactif limitant de cette transformation.
Combien vaut alors l'avancement maximal de la réaction ?
Le butane \ce{C4H10} étant le réactif limitant de cette transformation totale, il est entièrement consommé à l'état final :
n_{\ce{C4H10}}^{\text{final}}= 0 \text{ mol}
Or, l'expression de la quantité de matière de ce réactif en fonction de l'avancement maximal x_{max} est :
n_{\ce{C4H10}}^{\text{final}}= n_{\ce{C4H10}}^{\text{initial}} - 2 x_{max}
On obtient donc l'équation suivante :
n_{\ce{C4H10}}^{\text{initial}} - 2 x_{max} = 0 \text{ mol}
Qui permet d'isoler et de calculer l'avancement maximal x_{max} :
x_{max} = \dfrac{n_{\ce{C4H10}}^{\text{initial}}}{2}
x_{max} = \dfrac{5{,}4}{2}
x_{max} = 2{,}7 \text{ mol}
L'avancement maximal est donc de x_{max} = 2{,}7 \text{ mol}.
On considère la réaction chimique suivante :
2\ce{C4H10_{(g)}}+13\ce{O2_{(g)}}\ce{->}8\ce{CO2_{(g)}}+10\ce{H2O_{(l)}}
À l'état initial, le système contient 6,5 mol de dioxygène \ce{O2}, qui est le réactif limitant de cette transformation.
Combien vaut alors l'avancement maximal de la réaction ?
Le dioxygène \ce{O2} étant le réactif limitant de cette transformation totale, il est entièrement consommé à l'état final :
n_{\ce{O2}}^{\text{final}}= 0 \text{ mol}
Or, l'expression de la quantité de matière de ce réactif en fonction de l'avancement maximal x_{max} est :
n_{\ce{O2}}^{\text{final}}= n_{\ce{O2}}^{\text{initial}} - 13 x_{max}
On obtient donc l'équation suivante :
n_{\ce{O2}}^{\text{initial}} - 13 x_{max} = 0 \text{ mol}
Qui permet d'isoler et de calculer l'avancement maximal x_{max} :
x_{max} = \dfrac{n_{\ce{O2}}^{\text{initial}}}{13}
x_{max} = \dfrac{6{,}5}{13}
x_{max} = 0{,}50 \text{ mol}
L'avancement maximal est donc x_{max} = 0{,}50 \text{ mol}.
On considère la réaction chimique suivante :
\ce{C2H6O}+3\ce{O2}\ce{->}2\ce{CO2}+3\ce{H2O}
À l'état initial, le système contient 0,75 mol de dioxygène \ce{O2}, qui est le réactif limitant de cette transformation.
Combien vaut alors l'avancement maximal de la réaction ?
Le dioxygène \ce{O2} étant le réactif limitant de cette transformation totale, il est entièrement consommé à l'état final :
n_{\ce{O2}}^{\text{final}}= 0 \text{ mol}
Or, l'expression de la quantité de matière de ce réactif en fonction de l'avancement maximal x_{max} est :
n_{\ce{O2}}^{\text{final}}= n_{\ce{O2}}^{\text{initial}} - 3 x_{max}
On obtient donc l'équation suivante :
n_{\ce{O2}}^{\text{initial}} - 3 x_{max} = 0 \text{ mol}
Qui permet d'isoler et de calculer l'avancement maximal x_{max} :
x_{max} = \dfrac{n_{\ce{O2}}^{\text{initial}}}{3}
x_{max} = \dfrac{0{,}75}{3}
x_{max} = 0{,}25\text{ mol}
L'avancement maximal est donc x_{max} = 0{,}25 \text{ mol}.
On considère la réaction chimique suivante :
2\ce{KNO3}+3\ce{C}+\ce{S}\ce{->}\ce{K2S}+3\ce{CO2}+\ce{N2}
À l'état initial, le système contient 3,4 mol de dioxygène \ce{KNO3}, qui est le réactif limitant de cette transformation.
Combien vaut alors l'avancement maximal de la réaction ?
\ce{KNO3} étant le réactif limitant de cette transformation totale, il est entièrement consommé à l'état final :
n_{\ce{KNO3}}^{\text{final}}= 0 \text{ mol}
Or, l'expression de la quantité de matière de ce réactif en fonction de l'avancement maximal x_{max} est :
n_{\ce{KNO3}}^{\text{final}}= n_{\ce{KNO3}}^{\text{initial}} - 2x_{max}
On obtient donc l'équation suivante :
n_{\ce{KNO3}}^{\text{initial}} - 2x_{max} = 0 \text{ mol}
Qui permet d'isoler et de calculer l'avancement maximal x_{max} :
x_{max} = \dfrac{n_{\ce{KNO3}}^{\text{initial}}}{2}
x_{max} = \dfrac{3{,}4}{2}
x_{max} = 1{,}7\text{ mol}
L'avancement maximal est donc x_{max} = 1{,}7\text{ mol}.
On considère la réaction chimique totale suivante :
4\ce{Al}+3\ce{O2}\ce{->}2\ce{Al2O3}
À l'état initial, le système contient 5,4 mol d'aluminium butane \ce{Al}, qui est le réactif limitant de cette transformation.
Combien vaut alors l'avancement maximal de la réaction ?
L'aluminium \ce{Al} étant le réactif limitant de cette transformation totale, il est entièrement consommé à l'état final :
n_{\ce{Al}}^{\text{final}}= 0 \text{ mol}
Or, l'expression de la quantité de matière de ce réactif en fonction de l'avancement maximal x_{max} est :
n_{\ce{Al}}^{\text{final}}= n_{\ce{Al}}^{\text{initial}} - 4x_{max}
On obtient donc l'équation suivante :
n_{\ce{Al}}^{\text{initial}} - 4x_{max} = 0 \text{ mol}
Qui permet d'isoler et de calculer l'avancement maximal x_{max} :
x_{max} = \dfrac{n_{\ce{Al}}^{\text{initial}}}{4}
x_{max} = \dfrac{5{,}4}{4}
x_{max} = 1{,}4\text{ mol}
L'avancement maximal est donc x_{max} = 1{,}4\text{ mol}.
On considère la réaction chimique suivante :
2\ce{Al_{(s)}}+3\ce{S_{(s)}}\ce{->}2\ce{Al2S3_{(s)}}
On introduit 0,9 mol de \ce{S_{(s)}} à l'état initial qui est réactif limitant.
Quel est l'avancement maximal de la réaction ?
\ce{S_{(s)}} étant le réactif limitant de cette transformation totale, il est entièrement consommé à l'état final :
n_{\ce{S_{(s)}}}^{\text{final}}= 0 \text{ mol}
Or, l'expression de la quantité de matière de ce réactif en fonction de l'avancement maximal x_{max} est :
n_{\ce{S_{(s)}}}^{\text{final}}= n_{\ce{S_{(s)}}}^{\text{initial}} - 3x_{max}\\
On obtient donc l'équation suivante :
n_{\ce{S_{(s)}}}^{\text{initial}} - 3x_{max} = 0 \text{ mol}
Qui permet d'isoler et de calculer l'avancement maximal x_{max} :
x_{max} = \dfrac{n_{\ce{S_{(s)}}}^{\text{initial}}}{3}
x_{max} = \dfrac{0{,}9}{3}
x_{max} = 0{,}3\text{ mol}
\ce{S_{(s)}} est le réactif limitant, donc la réaction est totale s'il est entièrement consommé.
On note x_f l'avancement maximal de la réaction.
Il vérifie :
[\ce{S_{(s)}}]_f = [\ce{S_{(s)}}]_0 - 3x_f = 0
Soit :
x_f = \dfrac{[\ce{S_{(s)}}]_0}{3}
L'avancement maximal est donc de 0,3 mol.