4.2
Dans une réaction chimique, les réactifs interagissent les uns avec les autres pour former des produits. Le réactif qui est complètement consommé est le réactif limitant, et le réactif présent en une quantité supérieure à celle nécessaire pour réagir complètement avec le réactif limitant est le réactif en excès. Une analogie de recette est utile pour comprendre ces concepts.
Ici, une tasse de farine, 2 oeufs et 3 cuillères à soupe de sucre font cinq gaufres. S'il y a 3 tasses de farine, 4 oeufs et 8 cuillères à soupe de sucre, combien de gaufres peuvent être faites? Il y a assez de farine pour faire 15 gaufres et assez de sucre pour faire 13 1/3 gaufres.
Cependant, il n'y a que suffisamment d'oeufs pour 10 gaufres. Ici, l'œuf est le réactif limitant, car il fait le moins de gaufres, alors que la farine et le sucre sont en excès. Maintenant, considérons la réaction de combustion entre le méthane et l'oxygène pour produire du dioxyde de carbone et de l'eau.
Rappelons que les coefficients d'une équation équilibrée représentent les quantités stoechiométriques des réactifs et des produits. Par conséquent, le rapport molaire stœchiométrique du méthane au dioxyde de carbone est de un pour un, et celui de l'oxygène au dioxyde de carbone est de deux pour un. Supposons qu'il y ait 80 grammes de méthane et 128 grammes d'oxygène.
Quel est le réactif limitant, et combien de dioxyde de carbone va se former? Tout d'abord, les masses des réactifs doivent être converties en moles en utilisant leurs masses molaires. Stoechiométriquement, 5 moles de méthane produit 5 moles de dioxyde de carbone, tandis que 4 moles d'oxygène produisent seulement 2 moles de dioxyde de carbone.
Puisque l'oxygène produit le moins de dioxyde de carbone, c'est le réactif limitant, tandis que le méthane est le réactif en excès. Connaissant le réactif limitant, le nombre de moles de produit peut être converti en grammes. Par conséquent, 88 grammes de dioxyde de carbone peuvent être produites.
Mais combien de méthane n'a pas réagi? Le rapport molaire du méthane à l'oxygène indique que quatre moles d'oxygène réagiraient complètement avec 2 moles de méthane. Ainsi, 3 moles de méthane n'ayant pas réagi sont en excès.
Les quantités relatives de réactifs et de produits représentés dans une équation chimique équilibrée sont souvent appelées des quantités stœchiométriq…
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