Soient l'équation bilan équilibrée, le tableau d'avancement et les valeurs des quantités de matière initiales indiquées ci-dessous :
| Équation de la réaction | \ce{H2O2_{(l)}}+ | \ce{2Fe^{2+}_{(aq)}}\ce{->} | \ce{2Fe^{3+}_{(aq)}}+ | \ce{2HO^{-}_{(aq)}} | |
|---|---|---|---|---|---|
| État du système | Avancement x (mol) | n_{\ce{H2O2_{(l)}}} (mol) | n_{\ce{Fe^{2+}_{(aq)}}} (mol) | n_{\ce{Fe^{3+}_{(aq)}}} (mol) | n_{\ce{HO^{-}_{(aq)}}} (mol) |
| État initial | 0 | 2{,}5 \times 10^{-3} | 4{,}0 \times 10^{-2} | 0 | 0 |
| État en cours de réaction | x | 2{,}5 \times 10^{-3}-x | 4{,}0 \times 10^{-2}-2x | 2x | 2x |
| État final | xmax | 2{,}5 \times 10^{-3}-x_{max} | 4{,}0 \times 10^{-2}-2x_{max} | 2xmax | 2xmax |
Quelle est la valeur de l'avancement maximal correspondant à l'hypothèse dans laquelle \ce{H2O2_{(l)}} est le réactif limitant ?
Si \ce{H2O2_{(l)}} a entièrement disparu alors : n_{\ce{H2O2_{(l)}}}=0 mol.
On en déduit d'après le tableau que n_{\ce{H2O2_{(l)initiale}}}-x_{max}=0.
Ainsi, x_{max}=n_{\ce{H2O2_{(l)initiale}}}=2{,}5 \times 10^{-3} mol
Pour l'eau oxygénée, x_{max}=n_{\ce{H2O2_{(l)initiale}}}=2{,}5 \times 10^{-3} mol
Quelle est la valeur de l'avancement maximal correspondant à l'hypothèse dans laquelle \ce{Fe^{2+}_{(aq)}} est le réactif limitant ?
Si \ce{Fe^{2+}_{(aq)}} a entièrement disparu alors : n_{\ce{Fe^{2+}_{(aq)max}}}=0 mol.
On en déduit d'après le tableau que : n_{\ce{Fe^{2+}_{(aq)initiale}}}-2x_{max}=0.
Ainsi, x_{max}=\dfrac{n_{\ce{Fe^{2+}_{(aq)initiale}}}}{2}=2{,}0 \times 10^{-2} mol
Pour les ions fer II, x_{max}=\dfrac{n_{\ce{Fe^{2+}_{(aq)initiale}}}}{2}=2{,}0 \times 10^{-2} mol
D'après les questions précédentes, quel est le réactif limitant ?
Après avoir calculé l'avancement pour la disparition de chacun des réactifs, on choisit celui qui a la plus petite valeur pour xmax (quand un réactif est épuisé, la réaction s'arrête forcément) comme réactif limitant.
Comme 2{,}5 \times 10^{-3} \lt 2{,}0 \times 10^{-2}, on en déduit qu'il s'agit de l'eau oxygénée.
L'eau oxygénée est le réactif limitant avec les conditions initiales présentes.