Evolution d'un système chimique
Summary
TLDRCette capsule éducative explore l'évolution d'un système chimique, démontrant comment les réactifs et les produits évoluent au fil de la réaction. Elle introduit le concept d'avancement de réaction, crucial pour comprendre les variations de quantités de matières. Le tableau d'avancement est un outil clé pour visualiser ces changements. La vidéo explique comment identifier le réactif limitant et comment déterminer si une réaction est totale ou non, offrant un aperçu des mécanismes de transformation chimique.
Takeaways
- 🔍 Un système chimique est initialement constitué d'espèces chimiques susceptibles de réagir ensemble.
- 📊 La schématisation de la transformation chimique montre la composition du système chimique à l'état initial et final.
- 🔄 L'état final d'une réaction chimique inclut toujours les espèces spectatrices, les réactifs et les nouvelles espèces chimiques (produits).
- ❓ L'incertitude principale est de déterminer en avance quels réactifs resteront ou seront formés après la réaction.
- 🧪 On peut modéliser chaque transformation chimique par une réaction chimique, représentée par une équation.
- 🔢 L'avancement d'une réaction (noté x) est une grandeur exprimée en moles qui décrit l'évolution des quantités de matières des espèces réactives et produites.
- 📋 Le tableau d'avancement est un outil utilisé pour suivre la quantité de matière des espèces réactives et produites pour un avancement x donné.
- 📉 L'avancement maximal correspond à la plus petite valeur de l'avancement pour laquelle la quantité d'un des réactifs (le réactif limitant) est nulle.
- 🔄 On distingue trois cas en fonction des valeurs de l'avancement maximal pour chaque réactif: réactif limitant, réactif en excès, ou réactifs en proportions stœchiométriques.
- 🧪 L'avancement final (xf) peut être déterminé expérimentalement à partir de la quantité de matière d'une espèce réactive restante ou d'une espèce produite.
- 🔚 La réaction peut être totale (l'un des réactifs a disparu) ou partielle (des réactifs restent), ce qui détermine la composition finale du système chimique.
Q & A
Quel est l'objet d'étude de cette capsule?
-Cette capsule étudie l'évolution d'un système chimique, c'est-à-dire la transformation des espèces chimiques initiales susceptibles de réagir ensemble.
Comment est représentée la composition d'un système chimique à l'état initial et final?
-La composition d'un système chimique est représentée par la schématisation de la transformation chimique, montrant les espèces chimiques présentes à l'état initial et final.
Que sont les espèces spectatrices dans un système chimique?
-Les espèces spectatrices sont les composants présents dans le système qui ne participent pas à la réaction chimique.
Quelle est la signification de l'avancement d'une réaction chimique?
-L'avancement d'une réaction chimique, noté x, est une grandeur exprimée en volume qui décrit l'évolution des quantités de matières des espèces réactives et produites au cours de la transformation chimique.
Comment se construit l'équation de réaction chimique pour l'exemple donné?
-L'équation de réaction chimique pour l'exemple donné est CO₂ + 2H₂O → C₆H₁₂O₆. Elle indique que le dioxyde de carbone réagit avec de l'eau pour former du glucose.
Quel est le rôle du tableau d'avancement dans l'étude des réactions chimiques?
-Le tableau d'avancement permet de visualiser les quantités de matières des espèces réactives et produites pour un avancement x de la réaction, ce qui aide à comprendre l'évolution du système.
Comment détermine-t-on l'avancement maximal d'une réaction?
-L'avancement maximal est déterminé par la plus petite valeur de l'avancement pour laquelle la quantité d'un des réactifs est nulle, c'est-à-dire le réactif limitant.
Quels sont les différents cas de transformation totale ou non d'un système chimique?
-Il y a trois cas possibles: 1) L'un des réactifs est totalement consommé (transformation totale), 2) Il reste encore des réactifs (transformation partielle), 3) Les réactifs sont introduits dans des proportions stœchiométriques (transformation totale ou partielle selon les proportions initiales).
Comment peut-on déterminer si une réaction est totale ou partielle?
-On peut déterminer si une réaction est totale ou partielle en comparant l'avancement final (xf) avec l'avancement maximal (x_max): si xf = x_max, la réaction est totale; si xf < x_max, la réaction est partielle.
Quelle est la conséquence de la réaction totale ou partielle sur la composition du système chimique final?
-Dans le cas d'une réaction totale, l'un des réactifs a disparu et la réaction est achevée. Dans le cas d'une réaction partielle, des réactifs restent et la réaction n'est pas achevée, ce qui affecte la composition finale du système.
Outlines
🧪 Évolution d'un Système Chimique
Dans ce paragraphe, nous explorons l'évolution d'un système chimique, qui est initialement constitué d'espèces chimiques réactives. L'état initial et final du système sont examinés, soulignant que les réactifs et les produits chimiques sont connus, mais la quantité restante des réactifs à l'état final est incertaine. La notion d'avancement d'une réaction est introduite pour décrire comment les quantités des espèces réactives et produites évoluent au cours de la réaction. Un exemple de réaction chimique est utilisé pour illustrer comment l'avancement (x) est calculé, et un tableau d'avancement est présenté comme outil pour visualiser les changements de quantités de matières. Le paragraphe explique également comment déterminer la limite de l'avancement maximal en fonction de la réactif limitant.
📊 Tableau d'Avancement et Transformation Chimique
Ce paragraphe se concentre sur l'utilisation du tableau d'avancement pour comprendre les transformations chimiques. Il explique comment remplir le tableau avec les réactifs et les produits, en tenant compte de l'avancement x et de l'état initial (avancement = 0). Le concept de réactif limitant est discuté, où l'on identifie le réactif qui se termine en premier et détermine l'avancement maximal. Trois scénarios sont présentés pour illustrer comment le réactif limitant affecte l'avancement maximal et la transformation totale ou partielle du système chimique. Le paragraphe conclut par l'importance de comprendre le vocabulaire associé, de savoir établir le tableau d'avancement et de déterminer la composition finale du système chimique.
Mindmap
Keywords
💡Système chimique
💡État initial et final
💡Réactifs et espèces spectatrice
💡Équation de réaction chimique
💡Avancement de réaction
💡Tableau d'avancement
💡Réactif limitant
💡Avancement maximal
💡Transformation totale ou partielle
💡Espèces produites
Highlights
Étude de l'évolution d'un système chimique initialement constitué d'espèces chimiques réactives.
La composition d'un système chimique est représentée à l'état initial et final.
Exemple du TP effectué précédemment pour illustrer la transformation chimique.
La notion d'espèces spectatrices et de produits dans un système réactionnel.
Introduction de la notion d'avancement d'une réaction chimique.
L'avancement d'une réaction est une grandeur exprimée en moles.
Utilisation du tableau d'avancement pour suivre la transformation chimique.
Le tableau d'avancement indique les quantités de matières pour chaque espèce réactive et produite.
Définition de l'état initial et des états intermédiaires dans le tableau d'avancement.
Calcul de la quantité d'ions pour un avancement x égal à zéro.
Consommation d'ions et production de sirop H+ et OH- selon l'équation de la réaction.
Détermination de la quantité de produit formé en fonction de l'avancement de la réaction.
Identification de l'avancement maximal et du réactif limitant.
Distinction de trois cas en fonction de l'avancement maximal des réactifs.
Détermination de l'état final du système chimique en fonction de l'avancement finale.
Analyse de la transformation totale ou partielle d'un système chimique.
Conclusion sur la compréhension nécessaire du vocabulaire et des outils pour étudier les systèmes chimiques.
Transcripts
dans cette capsule nous allons étudier
l'évolution d'un système chimiques
rappelons qu'un système chimique est
constituée initialement d'espèces
chimiques susceptibles de réagir
ensemble la schématisation de la
transformation chimique fait apparaître
la composition du système chimiques à
l'état initial et l état final si nous
reprenons l'exemple du tp effectué
précédemment
et bien l état final nous avons les
réactifs et les espèces spectatrice est
la grande question c'est à l'état final
on sait qu'on aura toujours les espèces
spectatrice on sait qu'on aura les
nouvelles espèces chimiques donc les
produits mais ce qu'on ne peut pas
déterminer à l'avancé ou du mans ce qui
est compliqué c'est de savoir lequel des
réactifs il restera six lots restants
pour chaque transformation chimique
on peut la modéliser par une réaction
chimique qui a pour l'équation cu de
plus + 2h au moins qui donne c'est
urgent deux fois on va introduire une
nouvelle notion qu'on appellera
avancement lorsqu'il faut comprendre
c'est que au cours de la transformation
chimique
les quantités de matières des espèces
réactives et produites vont varier et
cela va dépendre d'éco-efficience tokyo
métriques de l'équation de la réaction
chimique l'avancement d'une réaction que
l'on va noter x ce sera une grandeur
exprimé en vol qui va nous permettre de
décrire l'évolution des quantités de
matières des espèces réactives et
produites au cours de la transformation
chimique
si nous reprenons l'exemple de
l'équation de la réaction chimique est
bien au point de dire que pour un
avancement x il y à un x moldus ans
celui de plus qui réagit avec 2 x molle
dure un show - pour former un x molle de
ses ouvrages deux fois nous allons
utiliser un outil qu'on appellera
tableau d'avancement
ce tableau d'avancement va faire
apparaître pour chaque espèce réactive
et chaque espèce produite la quantité de
matières introduites ainsi que la
quantité de matière pour un avancement x
quelconque votre tableau comportera au
minimum trois lignes une pour l'équation
de réaction une pour l'avancement est
égal à zéro c'est à dire à l'état
initial et une pour un avancement x
quelconque donc un état intermédiaire
au niveau des colonnes vous en aurez
forcément une pour indiquer l'avancement
et vous en aurez autant que nécessaire
par rapport aux espèces réactives et
produite
donc ici nous avons de réactifs et un
produit le tableau se complète colonnes
par colonne donc nous allons commencer
par les ions celui de plus pour un
avancement x égal zéro et bien la
quantité d'ions celle de plus est égale
à la quantité initiale dion celle de
pluie c'est à dire celle qu'on a
introduites
on sait d'après l'équation que on va
avoir un x molle durant celui de plus
qui vont réagir
donc pour un avancement x la quantité
dion s'est de plus sera égale à la
quantité initiale durant ses deux plus -
1 x puisque il est consommé nous allons
maintenant procéder de la même façon
pour les ions hydroxyde et d'après
l'équation on sait que 2 x molle vont
réagir
donc pour un avancement x la quantité
d'ions un show - est égale à la quantité
initiale dion un show - moins de x
maintenant faisons la même chose pour
l'espèce produite alors ici là pour un
avancement nul
la quantité de sirop h correspond à la
quantité initiale de six ouvrages deux
fois introduite est très généralement
elle est nulle mais vous pouvez avoir
des cas où elle est non nul et donc
point d'avancement x et bien la quantité
de 16,7 de cette espèce chimiques
c'est égale à la quantité initiale + 1 x
puisqu'elle est produite elle est formée
donc sa quantité de matières va
augmenter nous allons maintenant évoqué
l'avancement maximale alors l'avancement
maximale il correspond à la plus petite
valeur de l'avancement pour laquelle la
quantité de l'un des réactifs nuls et se
réactif on va l'appeler leur actif
limitant donc nous allons reprendre
notre outil notre tableau gain qui me
sert d'outil et on va faire autant
d'hypothèses que de réactifs donc iy626
et une de plus et leurs actifs limitant
alors la quantité de co2 plus sera nulle
et donc on peut en déduire que x mask 1
sera égale à la quantité initiale du
rancié de + / 1 le qualifiant ce qui
métriques
deuxième hypothèse si à changer leur
actif une mi-temps alors x max 2 sera
égale à la quantité initiale dure
hydroxyde divisé par deux on va
distinguer trois cas le premier cas et
bien si x max 1 est inférieur x max 2
cela signifie que les ions s'est de plus
ce sont les réactifs limitant et donc x
max vo la valeur de x max un cas numéro
2 on a x max 2 qui est plus petit que x
max 1 donc h au mans et leurs actifs
limitant donc x-max vos it makes 2 et
enfin qu'un numéro 3 on a x max 1 qui
est égal à x max 2 est donc dans ce cas
là les deux actifs sans limite ans on
dit alors que nous avons introduit les
réactifs dans des proportions stocker
métrique ou que le mélange et tokyo
métriques dans ce cas là donc x max et
gallix vaccin est égale aussi à x max 2
voyons maintenant le cadet
transformation totale ou non au total le
système chimiques évolue donc de l'état
initial pour lequel l'avancement nuls
vers l'état final pour lequel
l'avancement est égal à xf qu'on va
appeler avancement finale est bien la
valeur de l'avancement au final on peut
le déterminer expérimentalement soit à
partir de la quantité de matière d'une
espèce réactive restante ou à partir de
l'espèce produite former le cas numéro
un c'est cxf égale x-max dans ce cas là
on en prend pouvoir en déduire que l'un
des réactifs a totalement disparu et que
la réaction est totale qu'un numéro 2 xf
est inférieur x-max dans ce cas là cela
signifie qu'il reste encore des réactifs
et donc la transformation n'est pas
totale en résumé dans cette capsule
vous devez connaître le vocabulaire vous
devez savoir établir le tableau
d'avancement et vous devez savoir
déterminer la composition du système à
l'état final voilà j'espère que c'est
tout compris à bientôt pour une
prochaine capsule
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