La composition d'un système chimique siège d'une transformation chimique peut être suivie à l'aide d'un tableau d'avancement.
Établir le tableau d'avancement associé à la transformation chimique suivante :
\ce{C3H8_{(g)}} + 5 \ \ce{O2_{(g)}} \ce{->} 3 \ \ce{CO2_{(g)}} + 4 \ \ce{H2O_{(g)}}
On notera n_1 et n_2 les quantités de matière initiales des réactifs, celles des produits étant initialement nulles.
Tracer le tableau
On trace le tableau sachant que :
- Le nombre de lignes est égal à 5.
- Le nombre de colonnes est égal au nombre d'espèces chimiques impliquées (réactifs et produits) plus un.
- La première ligne n'est divisée qu'en deux colonnes.
Il faut adapter la taille des colonnes au contenu que l'on va y placer.
Ici, il y a 4 espèces chimiques impliquées. Il faut donc 4 + 1 = 5 colonnes :
Remplir la première ligne
On remplit la première ligne :
- On écrit dans la première colonne « Équation de la réaction ».
- On écrit dans la deuxième colonne l'équation de la réaction, en faisant en sorte que chaque espèce chimique impliquée soit au centre de la colonne d'en dessous.
Subdiviser la première colonne
On subdivise la première colonne en deux sous-colonnes :
- la première intitulée « État » ;
- la deuxième intitulée « Avancement x (mol) ».
Compléter la deuxième ligne
On complète la deuxième ligne en indiquant dans chaque colonne le symbole de la quantité de matière de l'espèce chimique qu'elle concerne et son unité.
Compléter la troisième ligne : état initial
On complète la troisième ligne qui décrit la composition du système dans l'état initial.
- On écrit « initial » dans la colonne « État ».
- On écrit « 0 » dans la colonne « Avancement ».
- On écrit les valeurs ou les symboles des quantités de matière initiales des espèces chimiques.
Attention, les quantités de matière initiales des produits ne sont pas forcément nulles.
Les coefficients stœchiométriques des espèces chimiques dans l'équation de la réaction ne sont pas à prendre en compte.
Si une espèce chimique est en excès, sa quantité de matière est inconnue et ne sera pas beaucoup modifiée. On écrit alors « excès » dans la colonne de cette espèce chimique ou on la hachure.
Ici, l'énoncé précise que les quantités de matière initiales des réactifs \ce{C3H8} et \ce{O2} sont respectivement notées n_1 et n_2 et que les quantités de matière initiales des produits sont nulles.
Compléter la cinquième ligne : état final
On complète la cinquième ligne qui décrit la composition du système à la fin de la réaction chimique.
- On écrit « final » dans la colonne « État ».
- On écrit « xmax » dans la colonne « Avancement ».
Dans les colonnes correspondant aux espèces chimiques, on reprend les expressions des quantités de matière de la ligne précédente en remplaçant l'avancement x par l'avancement final xmax.
