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Dernière modification : 28/08/2025 - Conforme au programme 2025-2026
La nature du réactif limitant et la valeur de l'avancement maximal d'une transformation chimique peuvent être déterminées à l'aide d'un tableau d'avancement.
On étudie la composition d'un système chimique composé initialement de 0{,}40 \text{ mol} de propane (\ce{C3H8} ) et 0{,}60 \text{ mol} de dioxygène (\ce{O2} ), siège de la réaction suivante :
\ce{C3H8_{(g)}} + 5 \ \ce{O2_{(g)}} \ce{->} 3 \ \ce{CO2_{(g)}} + 4 \ \ce{H2O_{(g)}}
Déterminer la nature du réactif limitant et la valeur de l'avancement maximal x_{\text{max}}.
Établir le tableau d'avancement
On établit le tableau d'avancement relatif à la transformation chimique et aux quantités initiales des réactifs.
Le tableau d'avancement relatif à cette transformation et à ses quantités de matière initiales est :
Déterminer la valeur de l'avancement maximal pour chacun des réactifs
En faisant successivement l'hypothèse qu'ils sont le réactif limitant, on détermine la valeur de l'avancement maximal x_{\text{max}} pour chacun des réactifs, en résolvant les équations qui traduisent le fait que leurs quantités de matière à l'état final sont nulles.
On émet les deux hypothèses suivantes :
Si le propane \ce{C3H8} est le réactif limitant
On a alors :
0{,}40- x_{\text{max}} = 0
Soit :
x_{\text{max}} = 0{,}40 \text{ mol}
Si le dioxygène \ce{O2} est le réactif limitant
On a alors :
0{,}60- 5x_{\text{max}} = 0
Soit :
x_{\text{max}} = \dfrac{0{,}60}{5} = 0{,}12 \text{ mol}
Conclure
On conclut :
- la valeur de l'avancement final x_{\text{max}} est la plus petite de celles obtenues précédemment ;
- le réactif limitant est celui est associé à cette valeur d'avancement final x_{\text{max}}.
Si les valeurs de l'avancement final x_{\text{max}} sont les mêmes pour tous les réactifs, ils sont tous limitants et le mélange est stœchiométrique.
Étant donné que :
0{,}12 \text{ mol} < 0{,}40 \text{ mol}
La valeur de l'avancement final est :
x_{\text{max}} = 0{,}12 \text{ mol}
Et le dioxygène \ce{O2}, qui donne cette valeur, est le réactif limitant.