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2DE : MODÉLISATION D’UNE TRANSFORMATION CHIMIQUE

lundi 25 mars 2019, par Oscillo&Becher


MODÉLISATION D'UNE TRANSFORMATION CHIMIQUE

MODÉLISATION D'UNE TRANSFORMATION CHIMIQUE

1 AJUSTER LES NOMBRES STOECHIOMÉTRIQUES D'UNE ÉQUATION CHIMIQUE :

1.1 Exemples :

AjusterCoef.png

À l'aide de l'animation dont voici le lien https://phet.colorado.edu/sims/html/balancing-chemical-equations/latest/balancing-chemical-equationsfr.html

Ajuster les nombres stoechiométriques des équations chimiques suivantes :

  • Synthèse de l'ammoniac \(NH_{3}\) :
    • …\(N_{2}\) + …\(H_{2}\) \(\to\) …\(NH_{3}\)
  • Dissociation de l'eau \(H_{2}O\) :
    • …\(H_{2}O\) \(\to\) …\(H_{2}\) + …\(O_{2}\)

On pourra vérifier que, dans le cas de la combustion du méthane \(CH_{4}\) :

1\(CH_{4}\) + 2\(O_{2}\) \(\to\) 1 \(CO_{2}\) + 2\(H_{2}O\) que l'on écrit plus simplement

\(CH_{4}\) + 2\(O_{2}\) \(\to\) \(CO_{2}\) + 2\(H_{2}O\) où 1, 2, 1 et 2 sont les nombres stoechiométriques ajustés de l'équation chimique.

1.2 Rappel : D'une façon générale, pour une équation type aA + bB \(\to\) cC + dD,

Les nombres stoechiométriques (a, b, c, et d) ajustés assurent :

– la conservation des éléments

– la conservation des charges

au cours de la transformation chimique envisagée.

2 UNE PAUSE "SANDWICHES"

Sandwiches.png

Prenons le menu "Sandwiches" dans l'animation dont voici le lien :

https://phet.colorado.edu/sims/html/reactants-products-and-leftovers/latest/reactants-products-and-leftovers_fr.html

… tranches de pain + …. tranche donne 1 sandwich

Choisissons une situation initiale où nous disposons de :

  • 5 tranches de pain
  • 5 tranches de fromage

Compléter la situation finale après avoir fait les sandwiches :

…. sandwiches

Restent :

  • …. tranche de pain
  • …. tranches de fromages

Qu'est- ce qui a manqué pour pouvoir faire 1 sandwich de plus ? ……………..

3 REVENONS AUX TRANSFORMATIONS CHIMIQUES :

3.1 Pour quelques molécules …

  • Dans la même animation, prenons maintenant le menu "Molécules"
  • Choisissons de travailler sur la synthèse de l'ammoniac :

Choisissons une situation initiale fictive où nous prendrions :

  • 5 molécules de diazote \(N_{2}\)
  • 5 molécules de dihydrogène \(H_{2}\)

Décrire la situation finale après la réaction :

…. molécules d'ammoniac \(NH_{3}\)

Restent :

  • …. molécules de diazote \(N_{2}\)
  • …. molécules de dihydrogène \(H_{2}\)

3.2 Situations plus proches des quantités à notre échelle :

À l'aide de l'animation dont voici le lien

http://www.ostralo.net/3_animations/swf/avancement.swf

Réglons aA + bB \(\to\) cC + dD de telle sorte que a = 1, b = 2, c = 1 et d = 2, ainsi nous aurons l'illustration de

\(CH_{4}\) + 2\(O_{2}\) \(\to\) \(CO_{2}\) + 2\(H_{2}O\).

Avancement.png

3.2.1 Prenons une situation initiale avec 5 mol de A (\(CH_{4}\)) et 5 mol de B (\(O_{2}\)).

Faisons avancer la transformation chimique de l'état initial (E.I.) à l'état final (E.F.) grâce au curseur vertical.

Décrire la situation finale.

Les réactifs sont-ils tous les deux épuisés ? Qui se révèle être le réactif limitant ?

Comment pouvons-nous prévoir le rapport entre les quantités des produit grâce à l'équation chimique ajustée ?

3.2.2 Prenons une situation initiale avec 2 mol de A (\(CH_{4}\)) et 5 mol de B (\(O_{2}\)).

Mêmes questions.

3.2.3 Prenons une situation initiale avec 5 mol de A (\(CH_{4}\)) et 10 mol de B (\(O_{2}\)).

Même démarche.

Qu'y-a-t-il de particulier ? On parle de "mélange stoechiométrique". On dit aussi que l'état initial respecte les proportions stoechimétriques des réactifs. Expliquer.

Created: 2019-03-26 mar. 20:05

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