Qu'est-ce que la stoechiometrie ?
La stoechiometrie est l'etude des proportions dans lesquelles les reactifs reagissent et les produits se forment lors d'une reaction chimique. Le mot vient du grec stoicheion (element) et metron (mesure).
Principe fondamental : au cours d'une reaction chimique, les atomes sont conserves. Le nombre d'atomes de chaque element est identique dans les reactifs et les produits.
Equilibrer une equation chimique
Les coefficients stoechiometriques sont les nombres places devant chaque espece chimique pour equilibrer l'equation. Ils indiquent les proportions molaires de la reaction.
Ici, 2 molecules de dihydrogene reagissent avec 1 molecule de dioxygene pour former 2 molecules d'eau.
Methode
- Ecrire l'equation non equilibree
- Compter les atomes de chaque element de chaque cote
- Ajuster les coefficients pour equilibrer chaque element
- Verifier que tous les atomes sont equilibres
Exemple : Combustion du methane : CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O. Verification : C(1=1), H(4=4), O(4=4) ✓
Tableau d'avancement
Le tableau d'avancement permet de suivre l'evolution des quantités de matière au cours de la reaction. Il est indispensable pour determiner le reactif limitant et les quantites finales.
| Etat | Avancement | 2 H₂ | + O₂ | → 2 H₂O |
|---|---|---|---|---|
| Initial | x = 0 | n₁ | n₂ | 0 |
| En cours | x | n₁ - 2x | n₂ - x | 2x |
| Final | xmax | n₁ - 2xmax | n₂ - xmax | 2xmax |
Le reactif limitant est celui qui s'epuise en premier : sa quantite finale vaut zero. L'avancement maximal xmax est le plus petit des rapports ni/coefficienti.
Reactif limitant et reactif en exces
Identifier le reactif limitant est essentiel pour prevoir la composition du systeme a l'etat final.
Reactif limitant
Entierement consomme a la fin de la reaction.
Sa quantite finale = 0. C'est lui qui determine la quantite maximale de produits formes.
Reactif en exces
Partiellement consomme, il en reste a la fin.
Sa quantite finale > 0. On dit qu'il est introduit en exces par rapport au reactif limitant.
Si les deux reactifs s'epuisent en meme temps, on dit que le melange est stoechiometrique (proportions parfaites).
Rendement d'une reaction
Le rendement compare la quantite de produit reellement obtenue a la quantite theorique (prevue par la stoechiometrie).
Ce qu'il faut retenir
- 1. La stoechiometrie repose sur la conservation des atomes.
- 2. Les coefficients stoechiometriques donnent les proportions molaires.
- 3. Le tableau d'avancement permet de suivre les quantités de matière.
- 4. Le reactif limitant s'epuise en premier et determine xmax.
- 5. Le rendement compare quantite obtenue et quantite theorique.
