Avancement maximal et réactif limitant

L'avancement maximal (xmax) correspond à la disparition totale d'au moins l'un des réactifs. Pour le déterminer, on envisage des hypothèses pour chaque réactif et on calcule la valeur de xmax dans chaque cas.

Définition: L'avancement maximal est la valeur de l'avancement pour laquelle au moins un réactif disparaît totalement.

Le réactif limitant est celui qui donne la plus petite valeur de xmax. Si les valeurs de xmax sont identiques pour tous les réactifs, on dit que le mélange est dans les proportions stœchiométriques.

Une transformation est dite totale lorsque l'avancement final (xf) est égal à xmax. Si xf < xmax, la transformation est non totale.

Vocabulary:

• Réactif en excès: réactif qui n'est pas totalement consommé dans une réaction totale
• Transformation totale: réaction où au moins un réactif est totalement consommé

Highlight: La comparaison entre xf et xmax permet de déterminer si une réaction est totale ou non.

Fiche mémo :

• Un réactif est une espèce chimique consommée durant la réaction
• Un produit est une espèce chimique formée durant la réaction
• L'avancement $x$ décrit l'évolution des quantités de matière en moles
• xmax : valeur où il y a disparition totale d'au moins un réactif
• xf : avancement réel d'une transformation, ≤ xmax
• Réaction totale : xf = xmax ; Réaction non totale : xf < xmax

Réactif limitant et proportions stœchiométriques

Le réactif limitant est celui qui disparaît en premier lors d'une réaction chimique, arrêtant ainsi la transformation. On peut le déterminer en comparant les rapports des quantités initiales sur les coefficients stœchiométriques.

Définition: Le réactif limitant est le réactif qui est totalement consommé à la fin de la réaction.

Pour une réaction aA + bB → cC + dD, on compare n(A)/a et n(B)/b :

• Si n(A)/a < n(B)/b, A est le réactif limitant
• Si n(A)/a > n(B)/b, B est le réactif limitant
• Si n(A)/a = n(B)/b, le mélange est dans les proportions stœchiométriques

Highlight: Les proportions stœchiométriques correspondent au cas où tous les réactifs disparaissent simultanément.

L'avancement d'une réaction, noté x, est une grandeur exprimée en moles qui décrit l'évolution des quantités de matière au cours de la transformation. On utilise un tableau d'avancement pour suivre cette évolution.

Example: Tableau d'avancement pour la réaction 2Ag+ + Cu → Cu2+ + 2Ag