Le suivi d'une transformation chimique

تتبع تحول كيميائي

Cours complet inclus 10 exercices interactifs Fiche PDF Partager

Cours complet

Contenu du cours

Tableau d'avancement d'une transformation chimiqueUn tableau à cinq colonnes et quatre lignes présente l'évolution des quantités de matière au cours d'une transformation. Les colonnes donnent l'état du système, l'avancement, et les quantités de matière des deux réactifs et du produit. Les lignes correspondent à l'état initial, à un état intermédiaire et à l'état final. Les quantités de réactifs diminuent d'une même valeur, l'avancement, tandis que la quantité de produit augmente d'autant.Une seule inconnue suffit à décrire tout le systèmeL'avancement x mesure d'un seul nombre où en est la transformationétatavancementn(A)n(B)n(C)initial0n₀(A)n₀(B)0en coursxn₀(A) − xn₀(B) − xxfinalx₍max₎n₀(A) − x₍max₎n₀(B) − x₍max₎x₍max₎Les réactifs perdent x, le produit gagne x : c'est la même inconnue partout.
Une seule inconnue, notée x, décrit l'état du système entier : les réactifs en perdent, le produit en gagne, **exactement autant**.

Ce qu'on cherche à décrire

Au cours d'une transformation chimique, les réactifs disparaissent et les produits apparaissent. Décrire cette évolution demanderait de suivre chaque espèce séparément — sauf qu'elles ne sont pas indépendantes : elles évoluent toutes ensemble, dans les proportions fixées par l'équation.

L'avancement, noté et exprimé en moles, exploite cette dépendance. Il mesure d'un seul nombre où en est la transformation. Connaître , c'est connaître l'état du système entier.

Construire le tableau d'avancement

Le tableau comporte une colonne par espèce et trois lignes : l'état initial, un état intermédiaire quelconque, et l'état final.

À l'état initial, on inscrit les quantités de matière introduites. À l'état intermédiaire, chaque réactif a perdu un nombre de moles égal à son coefficient stœchiométrique multiplié par , et chaque produit en a gagné autant. À l'état final, on remplace par sa valeur finale.

Les coefficients stœchiométriques sont essentiels : si l'équation comporte un 2 devant un réactif, celui-ci disparaît deux fois plus vite, et sa ligne s'écrit . Oublier ce facteur fausse tout le reste.

Le réactif limitant

Une transformation s'arrête quand l'un des réactifs est épuisé : c'est le réactif limitant. Sa quantité s'annule la première, et c'est lui qui fixe l'avancement maximal.

Pour le trouver, on annule chaque ligne de réactif tour à tour et l'on calcule la valeur de correspondante. La plus petite de ces valeurs est l'avancement maximal, et le réactif qui l'a donnée est le limitant.

C'est bien la plus petite : au-delà, un réactif aurait une quantité négative, ce qui n'a aucun sens physique. Prendre la plus grande est l'erreur classique de ce raisonnement.

Quand tous les réactifs s'épuisent en même temps, on dit que le mélange est stœchiométrique : c'est le cas le plus économique, car rien n'est gaspillé.

Ce que le tableau permet ensuite

Une fois l'avancement maximal connu, toutes les quantités finales se lisent directement dans la dernière ligne. On en déduit les masses, les volumes de gaz, les concentrations — tout ce que l'énoncé demande.

Le tableau d'avancement n'est donc pas une formalité à remplir avant de commencer : c'est l'outil qui résout le problème. Une fois qu'il est correctement écrit, il ne reste que de l'arithmétique.

📈 Figure clé

Exemple résolu 1

Énoncé. On fait réagir avec selon . Déterminer le réactif limitant, l'avancement maximal et les quantités finales.

Résolution. Le tableau donne, à l'avancement : , , .

Si le dihydrogène s'épuise : , soit .

Si le dioxygène s'épuise : , soit .

La plus petite valeur est : le dioxygène est le réactif limitant.

Quantités finales : restant, , . Aucune n'est négative : le résultat est cohérent.

Remarquons que le dihydrogène était pourtant en plus grande quantité au départ — ce n'est donc pas la quantité initiale qui décide, mais le rapport à son coefficient.

Exemple résolu 2

Énoncé. Dans la réaction précédente, quelle quantité de dioxygène faudrait-il pour que le mélange soit stœchiométrique avec de dihydrogène ?

Résolution. Le mélange est stœchiométrique quand les deux réactifs s'épuisent ensemble, c'est-à-dire quand .

Avec cette quantité, l'avancement maximal vaut 0,15 mol et les deux réactifs disparaissent exactement en même temps : rien n'est gaspillé.

🔑 Formules clés à retenir

À retenir

  • Réactif de coefficient : sa quantité s'écrit à l'avancement .
  • Produit de coefficient : sa quantité s'écrit s'il était absent au départ.
  • = la plus petite valeur qui annule une quantité de réactif.
  • Réactif limitant : celui dont la quantité s'annule pour .
  • Mélange stœchiométrique : — tous les réactifs s'épuisent ensemble.
⚠️

Astuces & Pièges à éviter

Les erreurs classiques — à lire avant les exercices !

Pièges et réflexes

  • Le coefficient stœchiométrique multiplie l'avancement. Avec un 2 devant un réactif, la ligne s'écrit et non .
  • L'avancement maximal est la PLUS PETITE des valeurs candidates, jamais la plus grande : au-delà, une quantité deviendrait négative.
  • Équilibrer l'équation AVANT de construire le tableau. Un tableau bâti sur une équation non équilibrée est faux de bout en bout.
  • Le réactif limitant n'est pas celui qu'on a en plus petite quantité, mais celui dont le rapport quantité sur coefficient est le plus petit.
  • Vérifier à la fin qu'aucune quantité finale n'est négative : c'est le contrôle qui attrape la plupart des erreurs.

Questions fréquentes

Combien d'exercices corrigés de Le suivi d'une transformation chimique sont disponibles ? +

10 exercices corrigés classés par difficulté, avec correction détaillée pas à pas, sont accessibles gratuitement sur Atlasmaths pour Tronc Commun.

Comment réviser le chapitre Le suivi d'une transformation chimique en Tronc Commun ? +

Commence par le résumé de cours et les formules clés, puis entraîne-toi sur les exercices corrigés pour vérifier ta compréhension, et termine par un examen blanc chronométré.

Le chapitre Le suivi d'une transformation chimique est-il au programme du bac marocain ? +

Oui, Le suivi d'une transformation chimique fait partie du programme officiel de Tronc Commun au Maroc et tombe régulièrement aux examens nationaux.

Les cours et exercices de Le suivi d'une transformation chimique sont-ils gratuits ? +

Oui. Le cours, le résumé, les formules clés et les exercices corrigés de Le suivi d'une transformation chimique sont accessibles gratuitement sur Atlasmaths.

Pour aller plus loin