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2DE : MODÉLISATION D’UNE TRANSFORMATION CHIMIQUE
lundi 25 mars 2019, par
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MODÉLISATION D'UNE TRANSFORMATION CHIMIQUE
1 AJUSTER LES NOMBRES STOECHIOMÉTRIQUES D'UNE ÉQUATION CHIMIQUE :
1.1 Exemples :
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"
Prenons le menu "Sandwiches" dans l'animation dont voici le lien :
… 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\(H_{2}O\).
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