Modélisation de l’évolution d’une réaction chimique

Réaction d’oxydoréduction

• Une réaction d’oxydoréduction est donc une réaction chimique mettant en jeu un transfert d’électrons entre une espèce chimique, un oxydant, et une autre espèce chimique, un réducteur.
• Un oxydant, noté $\text{Ox}$, est une espèce chimique susceptible de capter un ou plusieurs électrons. Il subit une réduction (gain d’électrons).
• Un réducteur, noté $\text{Red}$, est une espèce chimique susceptible de céder un ou plusieurs électrons. Il subit une oxydation (perte d’électrons).
• L’oxydant et le réducteur forment alors un couple oxydant/réducteur que l’on note $\text{Ox}/ \text{Red}$.
• La demi-équation électronique qui lie le couple $\text{Ox}/\text{Red}$ s’écrit :

• Il ne faut pas oublier d’équilibrer la demi-équation afin de respecter la conservation des éléments et la charge électrique.
• L’équation d’une réaction d’oxydoréduction est une réaction entre un oxydant et un réducteur de deux couples oxydant/réducteur différents.
• La somme des demi-équations électroniques des deux couples mises en jeu forme l’équation de la réaction.
• Les électrons échangés ne doivent pas apparaître dans l’équation de la réaction.

Évolution d’une transformation chimique

Évolution des quantités de matière et avancement de la réaction

• La grandeur $x$ est appelée avancement de la réaction. Celle-ci est mesurée en mole et représente l’évolution des quantités de matière des réactifs et produits au cours d’une transformation chimique.
• Au cours d’une transformation chimique, le système change d’état et l’avancement peut prendre différentes valeurs entre son état initial et final.
• Une transformation totale ne s’arrête que quand le réactif limitant est entièrement consommé. Alors, l’avancement final $x_\text{f}$ est égal à l’avancement maximal $x_{\text{max}}$.
• Une transformation non totale s’arrête alors qu’aucun réactif n’a été entièrement consommé. Alors, $x_\text{f}<x_{\text{max}}$.
• Les réactions d’oxydoréduction sont généralement totales.
• Un mélange stœchiométrique est un mélange dans lequel tous les réactifs ont été introduits dans les proportions indiquées dans l’équation de la réaction, ce sont les proportions stœchiométriques.
• Lors d’une transformation totale, les quantités de matières finales de tous les réactifs sont nulles, il n’y a alors pas de réactif en excès.

Tableau d’avancement

• Un tableau d’avancement décrit l’évolution des quantités de matière de chaque espèce chimique au cours de la transformation chimique entre son état initial et son état final.
• Les quantités de matière consommées et formées y sont des multiples de l’avancement $x$.

• Pour déterminer le réactif limitant, il vous faut déterminer la valeur de l’avancement des deux réactifs.

• La plus petite des deux valeurs est la valeur de l’avancement maximal.