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{2C2H6_{(g)}}+ | \ce{7O2_{(g)}}\ce{->} | \ce{4CO2_{(g)}}+ | \ce{6H2O_{(g)}} | |
|---|---|---|---|---|---|
| État du système | Avancement x (mol) | n_{\ce{C2H6_{(g)}}} (mol) | n_{\ce{O2_{(g)}}} (mol) | n_{\ce{CO2_{(g)}}} (mol) | n_{\ce{H2O_{(g)}}} (mol) |
| État initial | 0 | 1{,}3\times10^{-4} | 2{,}6\times10^{-4} | 0 | 0 |
| État en cours de réaction | x | 1{,}3\times10^{-4} - 2x | 2{,}6\times10^{-4} - 7x | 4x | 6x |
| État final | xmax | 1{,}3\times10^{-4} - 2x_{max} | 2{,}6\times10^{-4} - 7x_{max} | 4xmax | 6xmax |
Quelle est la valeur de l'avancement maximal correspondant à l'hypothèse dans laquelle \ce{C2H6_{(g)}} est le réactif limitant ?
Si \ce{C2H6_{(g)}} a entièrement disparu alors : n_{\ce{C2H6_{(g)}}}=0 mol.
On en déduit d'après le tableau que n_{\ce{C2H6_{(g)initiale}}}-2x_{max}=0.
Ainsi, x_{max}=\dfrac{n_{\ce{C2H6_{(g)initiale}}}}{2}=6{,}5 \times 10^{-5} mol
Pour l'éthène, x_{max}=\dfrac{n_{\ce{C2H6_{(g)initiale}}}}{2}=6{,}5 \times 10^{-5} mol
Quelle est la valeur de l'avancement maximal correspondant à l'hypothèse dans laquelle \ce{O2_{(g)}} est le réactif limitant ?
Si \ce{O2_{(g)}} a entièrement disparu alors : n_{\ce{O2_{(g)max}}}=0 mol.
On en déduit d'après le tableau que : n_{\ce{O2_{(g)initiale}}}-7x_{max}=0.
Ainsi, x_{max}=\dfrac{n_{\ce{O2_{(g)initiale}}}}{7}=3{,}7 \times 10^{-5} mol
Pour le dioxygène, x_{max}=\dfrac{n_{\ce{O2_{(g)initiale}}}}{7}=3{,}7 \times 10^{-5} 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 3{,}7 \times 10^{-5} \lt 6{,}5 \times 10^{-5}, on en déduit qu'il s'agit du dioxygène.
Le dioxygène est le réactif limitant avec les conditions initiales présentes.