Bonjour,

J'éprouve quelques difficultés avec les réactions chimiques avec excès et mon examen est très bientôt, donc je me demandais si vous pourriez m'aider.

Prenons cet exemple :

On mélange 250mL de <math>\(Mg(OH)_2\)</math> à 0,1mol/L avec 450mL de <math>\(HNO_3\)</math> à 0,25mol/L. Trouvez :
a) La masse de réaction en excès
b) La masse d'eau
c) La concentration du sel

J'ai donc la formule <math>\(Mg(OH)_2 + 2HNO_3 \longrightarrow Mg(NO_3)_2 + 2H_20\)</math>

Je trouve le nombre de moles initial de dioxohydrure de magnésium en calculant <math>\(C_b=\frac{n_b}{V_b} \Rightarrow c_bV_b=0,1mol/L \cdot 0,25L = 0,025mol\)</math>, <math>\(b\)</math> étant la base, et le nombre de moles initial de trioxonitrure d'hydrogène en calculant <math>\(n_a=c_aV_a=0,25mol/L\cdot0,45L=0,1125mol\)</math>, <math>\(a\)</math> étant l'acide. Mais voilà, je bloque à cet endroit. Je sais qu'il faut soustraire le nombre de moles qui réagit au nombre de moles initial, mais comment trouver cette valeur ?

Merci aussi de me corriger si j'ai fait une erreur ailleurs dans ma démarche ou dans mes expressions utilisées.

Merci d'avance.

Salut,
tu vois que le <math>\(Mg(OH)_2\)</math> a pour coef stoechiométrique 1. Donc si il est limitant, l'avancement final serait de <math>\(n_b=0.025\)</math>.

Pour le <math>\(HNO_3\)</math> a pour coef stoechio 2. Donc si il est limitant, l'avancement final serait de <math>\(\frac{n_a}{2}=0.056\)</math>.

L'hypothèse retenue est celle qui conduit au plus petit avancement final (on aurait des nombres de mol négatifs à la fin sinon ), donc ici la première : c'est <math>\(Mg(OH)_2\)</math> qui est limitant, et l'avancement final est de 0.025.

Comme Mg(OH)2 est limitant, il n'en reste plus à la fin, et pour HNO3, comme il a un coef de deux, 2*0.025=0.050 mol seront consommées et il en restera donc 0.0625 mol.

C'est plus clair ?

Oui, merci beaucoup. Si j'ai bien compris, il suffit de multiplier le nombre de moles de réaction du réactif limitant avec le coefficient stoechimétrique de la molécule qu'on cherche ?

Si tu entends par là pour trouver le nombre de moles consommées de cette molécules, c'est non. C'est le nombre de mol à l'avancement final, pas forcément le nombre de mol du réactif limitant (suppose que ce réactif limitant ait un coef de 3 : l'avancement final est de 1/3 du nombre de mole initial de ce réactif limitant, et le réactif qui a un coef de 2 sera consommé de 2 fois cet avancement final, soit 2/3 des moles initiales du réactif limitant).

Je crois que je voulais parler de l'avancement final, comme tu l'appelles. Est-ce bien la valeur qu'on soustrait au nombre de moles initial pour obtenir le nombre de moles en excès ?

Donc il suffit de multiplier le nombre de moles initial par le coefficient stoechimotréque de la molécule ?

Et que fait-on pour trouver le nombre de moles en excès des produits ?

(Je veux seulement être certain de bien comprendre)

Citation : Supersigo

Je crois que je voulais parler de l'avancement final, comme tu l'appelles. Est-ce bien la valeur qu'on soustrait au nombre de moles initial pour obtenir le nombre de moles en excès ?

Non. C'est le nombre que l'on multiplie par le coef stoechiométrique d'un réactif pour connaître le nombre de mol consommées (et pour les produits le nombre de moles produites).

Citation : Supersigo

Donc il suffit de multiplier le nombre de moles initial par le coefficient stoechimotréque de la molécule ?

Pour trouver un avancement final, on divise le nombre de mol initial du réactif limitant par son coef stoechimétrique.

Citation : Supersigo

Et que fait-on pour trouver le nombre de moles en excès des produits ?

Il n'y a pas d'excès pour les produits. Le nombre de mol formées d'un produit, c'est l’avancement final multiplié par son coef stoechimétrique.

Citation : Supersigo

(Je veux seulement être certain de bien comprendre)

J'ai l'impression que tu mélanges un peu tout et que ce n'est pas clair du tout. Tu n'as pas l'air familier de la notion d'avancement final. Comment ces calculs sont présentés au Québec ? Autant que je t'explique comme tu as appris, ça t'évitera une source d'embrouille supplémentaire.

Comme tu l'as dit, c'est peut-être présenté autrement au Québec ; ou alors je ne suis pas encore avancé dans mes études, et on ne veut pas nous mélanger, même si on parle peut-être de la même chose.

En fait, les réactions chimiques avec excès sont présentées dans un tableau qui ressemblent à celui-ci (enfin, pas tout à fait, mais ça le seule manière que j'ai trouvé de l'illustrer :

	<math>\(Mg(OH)_2 +\)</math>	<math>\(2HNO_3\)</math>	<math>\(\longrightarrow\)</math>	<math>\(Mg(NO_3)_2 +\)</math>	<math>\(2H_20\)</math>
i	0,025mol	0,1125mol
r	0,025mol	0,05mol
e	0mol	0,0625mol		0,025mol	0,05mol

Le « i » indique le nombre de moles initial, le « r », « réaction » et le « e » représente l'excès. On le trouve en soustrayant i à r. Grâce aux calculs, je connais déjà le nombre de moles initial des réactifs. Ceci est le corrigé.

Voilà, donc j'ignore comment on a trouvé les deux valeurs sous les produits, et je me demande comment trouver les autres valeurs avec cette méthode. Peut-être ne comprends-tu pas cette méthode, ce ne serait pas grave. Mais si tu la comprends, j'aimerais bien avoir des explications (je dis « tu », mais si n'importe qui d'autre comprend, ce serait apprécié de me l'expliquer).

Dans le pire des cas je tenterai de me débrouiller. x)

C'est la même méthode, mais sans les justifications apportées par l'avancement final. En fait, il est impossible de trouver la ligne r du premier coup sans calculs préalables. D'ailleurs, il y a une erreur à la ligne i. C'est 0.1125 et non 0.0125.

r représente le nombre de mol qui ont réagit lors de la réaction. Mais pour remplir cette ligne, tu as besoin de connaitre le réactif limitant. Pour ce faire, on pose des hypothèses et on retient la seule qui est logique.

On va faire pour chaque réactif l'hypothèse qu'il est le réactif limitant. Le nombre de mol de ce réactif qui réagit est son nombre de mol initial (sous la condition que la réaction est totale). Puis on regarde ce qui se passe pour les autres réactifs. Si on obtient un nombre de mol qui réagit plus grand que le nombre de mol initial, c'est que l'hypothèse n'est pas bonne et donc que le réactif n'est pas limitant.

Je te fais l'exemple :

On fait l'hypothèse que Mg(OH)2 est limitant. Le nombre de mol de Mg(OH) qui réagirait serait alors 0.025. Dans ce cas, on voit que HNO3 est consommé deux fois plus que Mg(OH)2. On en consomme donc 0.05 mol. Ceci conduit à un nombre de mol en excès positif. Donc l'hypothèse comme quoi Mg(OH)2 est limitant est la bonne.

Pour l'exemple, je te montre avec l'hypothèse HNO3 limitant. Si il est limitant, la réaction en consomme 0.1125 mol. Mg(OH)2 est consommé deux fois moins que HNO3, on en consomme donc 0.056. Ceci conduirait à un nombre de mol en excès de Mg(OH)2 négatif (0.025-0.056=-0.031) ce qui est absurde. C'est donc que l'hypothèse selon laquelle HNO3 est limitant est fausse.

Donc Mg(OH)2 est limitant comme dans le cadre de la première hypothèse. C'est plus clair ?

Oui, je crois avoir bien saisi, merci.
La seule chose que je comprends pas : comment trouver le e des produits ?

Ah oui, et bien dans notre exemple, on sais que l'on consomme 0.025 moles de Mg(OH)2.

Or, on voit que l'on produit autant de Mg(NO3)2 que l'on consomme de Mg(OH)2 (même coef stoechiométrique), c'est donc que l'on produit 0.025 mol de Mg(NO3)2. Pour H2O, on voit qu'on en produit 2 fois plus que ce que l'on consomme en Mg(OH)2. On en produit donc 0.050 mol.

Si tu veux un exercice pour vérifier que tu as bien compris le principe, je peux t'en trouver un avec pas mal de coef stoechiométriques.

Non merci, je n'ai pas tellement le temps et mon examen est demain, et j'ai beaucoup d'autres choses à étudier, et je crois avoir bien compris.
Merci pour ton aide.