Tableau d'avancement

1. Que signifie l'avancement $x$ d'une réaction ? Quelle est son unité ?
2. Comment détermine-t-on le réactif limitant ?
3. Qu'est-ce qu'un mélange stœchiométrique ?
4. À quelle condition une transformation est-elle dite totale ?

On mélange $2{,}5 \times 10^{-3}\ \text{mol}$ de diiode $\text{I}_2{}_{(aq)}$ et $4{,}0 \times 10^{-3}\ \text{mol}$ d'ions thiosulfate $\text{S}_2\text{O}_3^{2-}{}_{(aq)}$. La transformation est totale et modélisée par :

1. Construire le tableau d'avancement de la réaction.
2. Le mélange initial est-il stœchiométrique ? Justifier.
3. Déterminer le réactif limitant et la valeur de $x_{\max}$.

L'équation de la réaction de précipitation est :

On mélange un volume $V_1 = 50{,}0\ \text{mL}$ d'une solution de chlorure de fer (III) de concentration $C_1 = 0{,}10\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}$ avec un volume $V_2 = 50{,}0\ \text{mL}$ d'une solution de soude $(\text{Na}^{+} + \text{HO}^{-})$ de concentration $C_2 = 0{,}20\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}$.

1. Calculer les quantités initiales $n_i(\text{Fe}^{3+})$ et $n_i(\text{HO}^{-})$.
2. Construire le tableau d'avancement.
3. Déterminer le réactif limitant et l'avancement maximal.
4. Calculer la masse de précipité $\text{Fe(OH)}_3$ obtenue.

Données : $M_\text{Fe} = 55{,}8$, $M_\text{O} = 16{,}0$, $M_\text{H} = 1{,}0\ \text{g}\cdot\text{mol}^{-1}$.

On immerge un fil de cuivre $\text{Cu}_{(s)}$ dans $V = 50{,}0\ \text{mL}$ d'une solution de nitrate d'argent $(\text{Ag}^{+}_{(aq)} + \text{NO}_3^{-}{}_{(aq)})$. Les quantités initiales d'ions argent et de cuivre sont respectivement $n = 1{,}0 \times 10^{-2}\ \text{mol}$ et $n' = 1{,}0 \times 10^{-2}\ \text{mol}$. Le fil se recouvre de paillettes métalliques et la solution bleuit.

Données. Couples Ox/Red : $\text{Cu}^{2+}_{(aq)}/\text{Cu}_{(s)}$ et $\text{Ag}^{+}_{(aq)}/\text{Ag}_{(s)}$. Les ions Cu²⁺ sont bleus, les ions Ag⁺ incolores.

1. Quel métal se forme ? À quels ions doit-on la couleur bleue de la solution ? Écris les demi-équations et l'équation de la réaction.
2. Construire le tableau d'avancement, déterminer le réactif limitant et la valeur de $x_{\max}$.
3. Calculer la concentration finale $C_1$ en ions Cu²⁺ dans la solution.

Le carburant E10 est destiné aux véhicules à essence et contient de l'éthanol $\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}$ à hauteur de 10 %. La combustion complète de l'éthanol dans le dioxygène de l'air ne produit que du dioxyde de carbone et de la vapeur d'eau.

On fait brûler $m = 138\ \text{g}$ d'éthanol dans $n_0(\text{O}_2) = 6{,}0\ \text{mol}$ de dioxygène. La transformation est considérée comme totale.

1. Écrire et équilibrer l'équation chimique de la combustion.
2. Calculer la quantité de matière initiale d'éthanol introduite.
3. Construire le tableau d'avancement et déterminer le réactif limitant.
4. Déterminer la quantité de matière de chaque produit formé.
5. En déduire la masse de CO₂ et le volume de vapeur d'eau dégagés (à 25 °C, sous 1 bar).

Données : $M_\text{C} = 12{,}0$, $M_\text{H} = 1{,}0$, $M_\text{O} = 16{,}0\ \text{g}\cdot\text{mol}^{-1}$. Volume molaire à 25 °C : $V_m = 24{,}8\ \text{L}\cdot\text{mol}^{-1}$.