Soient l'équation bilan équilibrée, le tableau d'avancement et les valeurs des quantités de matière initiales indiquées ci-dessous :
| Équation de la réaction | \ce{Cu^{2+}_{(aq)}}+ | \ce{Zn_{(s)}}\ce{->} | \ce{Cu_{(s)}}+ | \ce{Zn^{2+}_{(aq)}} | |
|---|---|---|---|---|---|
| État du système | Avancement x (mol) | n_{\ce{Cu^{2+}_{(aq)}}} (mol) | n_{\ce{Zn_{(s)}}} (mol) | n_{\ce{Cu_{(s)}}} (mol) | n_{\ce{Zn^{2+}_{(aq)}}} (mol) |
| État initial | 0 | 2 \times 10^{-3} | 3 \times 10^{-3} | 0 | 0 |
| État en cours de réaction | x | 2 \times 10^{-3}-x | 3 \times 10^{-3}-x | x | x |
| État final | xmax | 2 \times 10^{-3}-x_{max} | 3 \times 10^{-3}-x_{max} | xmax | xmax |
Quelle est la valeur de l'avancement maximal correspondant à l'hypothèse dans laquelle \ce{Zn_{(s)}} est le réactif limitant ?
Si \ce{Zn_{(s)}} a entièrement disparu alors : n_{\ce{Zn_{(s)max}}}=0 mol.
On en déduit d'après le tableau que n_{\ce{Zn_{(s)initiale}}}-x_{max}=0.
Ainsi, x_{max}=n_{\ce{Zn_{(s)initiale}}}=3 \times 10^{-3} mol
Pour le zinc, x_{max}=n_{\ce{Zn_{(s)initiale}}}=3 \times 10^{-3} mol
Quelle est la valeur de l'avancement maximal correspondant à l'hypothèse dans laquelle \ce{Cu^{2+}_{(aq)}} est le réactif limitant ?
Si \ce{Cu^{2+}_{(aq)}} a entièrement disparu alors : n_{\ce{Cu^{2+}_{(aq)max}}}=0 mol.
On en déduit d'après le tableau que : n_{\ce{Cu^{2+}_{(aq)initiale}}}-x_{max}=0.
Ainsi, x_{max}=n_{\ce{Cu^{2+}_{(aq)initiale}}}=2 \times 10^{-3} mol
Pour les ions cuivre II, x_{max}=n_{\ce{Cu^{2+}_{(aq)initiale}}}=2 \times 10^{-3} mol
D'après les questions précédentes, quel est le réactif limitant ?
Après avoir calculé l'avancement pour la disparition de chacun des réactifs, on choisit celui qui a la plus petite valeur pour xmax (quand un réactif est épuisé, la réaction s'arrête forcément) comme réactif limitant.
Comme 2 \times 10^{-3} \lt 3 \times 10^{-3}, on en déduit qu'il s'agit du cuivre.
Le cuivre est le réactif limitant avec les conditions initiales présentes.