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{CH4_{(g)}}+ | \ce{2O2_{(g)}}\ce{->} | \ce{CO2_{(g)}}+ | \ce{2H2O_{(g)}} | |
|---|---|---|---|---|---|
| État du système | Avancement x (mol) | n_{\ce{CH4_{(g)}}} (mol) | n_{\ce{O2_{(g)}}} (mol) | n_{\ce{CO2_{(g)}}} (mol) | n_{\ce{H2O_{(g)}}} (mol) |
| État initial | 0 | 3,0 | 6,0 | 0 | 0 |
| État en cours de réaction | x | 3,0 - x | 6,0 - 2x | x | 2x |
| État final | xmax | 3,0 - xmax | 6,0 - 2xmax | xmax | 2xmax |
Quelle est la valeur de l'avancement maximal correspondant à l'hypothèse dans laquelle \ce{CH4_{(g)}} est le réactif limitant ?
Si \ce{CH4_{(g)}} a entièrement disparu alors : n_{\ce{CH4_{(g)}}}=0 mol.
On en déduit d'après le tableau que n_{\ce{CH4_{(g)initiale}}}-x_{max}=0.
Ainsi, x_{max}=n_{\ce{CH4_{(g)initiale}}}=3{,}0 mol
Pour le méthane, x_{max}=n_{\ce{CH4_{(g)initiale}}}=3{,}0 mol
Quelle est la valeur de l'avancement maximal correspondant à l'hypothèse dans laquelle \ce{O2_{(g)}} est le réactif limitant ?
Si \ce{O2_{(g)}} a entièrement disparu alors : n_{\ce{O2_{(g)max}}}=0 mol.
On en déduit d'après le tableau que : n_{\ce{O2_{(g)initiale}}}-2x_{max}=0.
Ainsi, x_{max}=\dfrac{n_{\ce{O2_{(g)initiale}}}}{2}=3{,}0 mol
Pour le dioxygène, x_{max}=\dfrac{n_{\ce{O2_{(g)initiale}}}}{2}=3{,}0 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.
Dans ce cas, 3{,}0 = 3{,}0, donc il n'y a pas de réactif limitant.
On est dans les proportions stœchiométriques : les deux réactifs sont entièrement consommés à l'avancement maximal.
Il n'y a pas de réactif limitant avec les conditions initiales présentes.