Équations chimiques. Équations chimiques. Équilibres et réactivité MOOC-TitleI. Chapitre 2 Réactions chimiques

Transcription

1 Équations chimiques Équilibres et réactivité I Chapitre 2 Réactions chimiques Équations chimiques

2 Équations chimiques Forme générale réactifs produits réactifs = produits A + B + C + D + E + F + Équations chimiques Forme générale réactifs produits réactifs = produits Équation-bilan avec coefficients stœchiométriques a A + b B + c C + d D + e E + f F + Exemple: 2 Al + 6 HCl 2 AlCl H 2 Al + 3 HCl AlCl / 2 H 2

3 Équations chimiques Forme générale réactifs produits réactifs = produits Équation-bilan avec coefficients stœchiométriques a A + b B + c C + d D + e E + f F + Exemple: 2 Al + 6 HCl 2 AlCl H 2 Équation-bilan avec indication de l état physique (s) solide, (l) liquide, (g) gaz, (sol) en solution, (aq) en solution aqueuse Exemple: 2 Al (s) + 6 HCl (aq) 2 AlCl 3 (aq) + 3 H 2 (g) Al + 3 HCl AlCl / 2 H 2 Équations chimiques Équilibrage Lois de conservation 1) Conservation du nombre d atomes de chaque élément 2) Conservation de la charge globale

4 Équations chimiques Équilibrage Lois de conservation 1) Conservation du nombre d atomes de chaque élément 2) Conservation de la charge globale Équilibrage de l équation-bilan Exemple 1 a C H 10 N 2 O 3 + b O 2 c CO 2 + d H 2 O + e NO 2 bilan de C : bilan de H : bilan de N : bilan de O : c = a a = 1 c = 2 d = 10 a a = 1 d = e = 2 a a = 1 e = 2 2 b + 3 a = 2 c + d + 2 e a = 1 b = 8 C H 10 N 2 O O 2 CO 2 + H 2 O + 2 NO 2 Équations chimiques Exemple 1 Équilibrage de l équation-bilan Principe: établir un système de n 1 équations linéaires à n inconnues résoudre algébriquement le système d équations

5 Équations chimiques Exemple 1 Équilibrage de l équation-bilan Principe: établir un système de n 1 équations linéaires à n inconnues résoudre algébriquement le système d équations Exemple 2 a Al + b H + c Al 3+ + d H 2 4 inconnues établir un système de 4 1 = 3 équations bilan de Al : a = c bilan de H : b = 2 d Équations chimiques Exemple 1 Équilibrage de l équation-bilan Principe: établir un système de n 1 équations linéaires à n inconnues résoudre algébriquement le système d équations Exemple 2 a Al + b H + c Al 3+ + d H 2 4 inconnues établir un système de 4 1 = 3 équations bilan de Al : a = c bilan de H : bilan de charges : b = 2 d b = 3 c a = 1 c = 1 b = 3 d = 3/2 a = 2 c = 2 b = 6 d = 3 2 Al + 6 H + 2 Al H 2

6 C H 10 N 2 O O 2 CO 2 + H 2 O + 2 NO 2 m (C H 10 N 2 O 3 ) = g m (CO 2 ) =? m (O 2 ) =? m (H 2 O) =? m (NO 2 ) =? Exemple 1 : C H 10 N 2 O O 2 CO 2 + H 2 O + 2 NO 2 Composé Coeff. stœchio. m [ g ] M [ g mol 1 ] n = m / M [ mol ] C H 10 N 2 O ,000 O 2 CO 2 8 H 2 O NO 2 2

7 6 6 C 12, H 1, N 14, O M (C H 10 N 2 O 3 ) = 146,144 g mol 1 ] Exemple 1 : C H 10 N 2 O O 2 CO 2 + H 2 O + 2 NO 2 Composé Coeff. stœchio. m [ g ] M [ g mol 1 ] n = m / M [ mol ] C H 10 N 2 O 3 O 2 CO H 2 O NO , ,144 6, ,070 44,009 3,

8 Exemple 1 : C H 10 N 2 O O 2 CO 2 + H 2 O + 2 NO 2 Composé Coeff. stœchio. m [ g ] M [ g mol 1 ] n = m / M [ mol ] C H 10 N 2 O 3 O 2 CO H 2 O NO , ,144 6, ,161 31,9988, ,070 44,009 3, Exemple 1 : C H 10 N 2 O O 2 CO 2 + H 2 O + 2 NO 2 Composé Coeff. stœchio. m [ g ] M [ g mol 1 ] n = m / M [ mol ] C H 10 N 2 O 3 O 2 CO H 2 O NO , ,144 6, ,161 1,070 6,1636 6,298 31, ,009 18,013 46,00, , , ,

9 Exemple 1 : C H 10 N 2 O O 2 CO 2 + H 2 O + 2 NO 2 Composé Coeff. stœchio. m [ g ] m n = m / M [ mol ] C H 10 N 2 O 3 O 2 CO H 2 O NO ,000 6, ,161 g 17,161, ,070 6,1636 6,298 27,164 g 3, , , Équations chimiques Réactif limitant Réactifs : C H 10 N 2 O O 2 Mélange stœchiométrique : n (O 2 ) = 8 n (C H 10 N 2 O 3 ) n (C H 10 N 2 O 3 ) = 1 / 8 n (O 2 ) Mélange non-stœchiométrique : réactif limitant

10 Équations chimiques Réactif limitant Exemple 2 : C H 10 N 2 O O 2 CO 2 + H 2 O + 2 NO 2 On brûle 10,000 g de C H 10 N 2 O 3 en présence de 10,000 g de O 2. Quelle masse de CO 2 la réaction de combustion produit-elle? Équations chimiques Réactif limitant Exemple 2 : C H 10 N 2 O O 2 CO 2 + H 2 O + 2 NO 2 On brûle 10,000 g de C H 10 N 2 O 3 en présence de 10,000 g de O 2. Quelle masse de CO 2 la réaction de combustion produit-elle? n (C H 10 N 2 O 3 ) = m (C H 10 N 2 O 3 ) / M (C H 10 N 2 O 3 ) = 10,000 / 146,144 = 0,0684 mol n (O 2 ) stoechiométrique : n (O 2 ) = n (C H 10 N 2 O 3 ) 8 = 0,474 mol

11 Équations chimiques Réactif limitant Exemple 2 : C H 10 N 2 O O 2 CO 2 + H 2 O + 2 NO 2 On brûle 10,000 g de C H 10 N 2 O 3 en présence de 10,000 g de O 2. Quelle masse de CO 2 la réaction de combustion produit-elle? n (C H 10 N 2 O 3 ) = m (C H 10 N 2 O 3 ) / M (C H 10 N 2 O 3 ) = 10,000 / 146,144 = 0,0684 mol n (O 2 ) stoechiométrique : n (O 2 ) = n (C H 10 N 2 O 3 ) 8 = 0,474 mol n (O 2 ) effectif : n (O 2 ) = m (O 2 ) / M (O 2 ) = 10,000 / 31,9988 = 0,312 mol O 2 réactif limitant ; C H 10 N 2 O 3 réactif en excès Équations chimiques Réactif limitant Exemple 2 : C H 10 N 2 O O 2 CO 2 + H 2 O + 2 NO 2 On brûle 10,000 g de C H 10 N 2 O 3 en présence de 10,000 g de O 2. Quelle masse de CO 2 la réaction de combustion produit-elle? n (C H 10 N 2 O 3 ) = m (C H 10 N 2 O 3 ) / M (C H 10 N 2 O 3 ) = 10,000 / 146,144 = 0,0684 mol n (O 2 ) stoechiométrique : n (O 2 ) = n (C H 10 N 2 O 3 ) 8 = 0,474 mol n (O 2 ) effectif : n (O 2 ) = m (O 2 ) / M (O 2 ) = 10,000 / 31,9988 = 0,312 mol O 2 réactif limitant: n (CO 2 ) effectif : n (CO 2 ) = /8 n (O 2 ) = 0,193 mol m (CO 2 ) produit : m(co 2 ) = n(co 2 ) M(CO 2 ) = 8,91 g.

12 Équations chimiques