Stœchiométrie et réactif limitant
Réactif limitant, masses de produits formés et restes, à partir d’une équation équilibrée au passage.
Résultat
O2
- Équation équilibrée
- 2 H2 + O2 → 2 H2O
- Avancement maximal
- ξ = 2,0001 mol
Produits formés (théorique)
Bilan des réactifs
- M(H2)
- 2,016 g/mol
- M(O2)
- 31,998 g/mol
- M(H2O)
- 18,015 g/mol
Remarques (3)
O2 est le réactif limitant. Avancement maximal : 2,0001 mol.
Quantités théoriques, pour une réaction totale sans perte.
Certaines masses molaires reposent sur un poids atomique conventionnel : pour quatorze éléments (dont H, C, N, O, S et Cl), l’IUPAC publie un intervalle, la composition isotopique variant selon l’origine de l’échantillon.
Calcul, hypothèses et sources
PrésentationÀ partir de l'équation, équilibrée au passage, et des quantités disponibles en grammes ou en moles : réactif limitant (plus petit rapport « moles ÷ coefficient »), avancement maximal, masse de chaque produit formé et reste de chaque réactif en excès.
À partir de l'équation, équilibrée au passage, et des quantités disponibles en grammes ou en moles : réactif limitant (plus petit rapport « moles ÷ coefficient »), avancement maximal, masse de chaque produit formé et reste de chaque réactif en excès. Un réactif sans quantité est supposé en excès, et l’hypothèse est affichée.
Méthode & formulesn = m / M (masse → quantité de matière)
Le réactif limitant a le plus petit rapport « moles disponibles ÷ coefficient stœchiométrique ». Ce rapport est l'avancement maximal ξ, en moles. Chaque produit se forme à hauteur de ν × ξ, chaque réactif est consommé à hauteur de ν × ξ, et le reste est la différence. L'équilibrage donne les coefficients entiers minimaux, par algèbre linéaire sur fractions exactes, comme l’outil d’équilibrage.
- Réactif limitant
- celui qui s'épuise le premier et arrête la réaction ; son reste final est nul.
- Avancement (ξ)
- nombre de « fois » où la réaction, telle qu'écrite avec ses coefficients, s'est produite, en moles.
- Quantité théorique
- ce que donnerait une réaction totale, sans réaction parallèle ni perte. Le rendement est la masse obtenue divisée par cette masse théorique.
Domaine de validitéLa réaction est supposée totale : une réaction limitée par un équilibre chimique (estérification, dissociation) n'atteint pas ces quantités.
La réaction est supposée totale : une réaction limitée par un équilibre chimique (estérification, dissociation) n'atteint pas ces quantités. Espèces neutres, quatre réactifs au plus ; les demi-équations rédox et les équations ioniques, qui exigent la conservation de la charge, ne sont pas traitées. Les masses molaires reposent sur les poids atomiques standard abrégés de l'IUPAC (moyennes isotopiques terrestres), dont quatorze à valeur conventionnelle, signalée le cas échéant.
Identification du réactif limitantAvec 10 g de H₂ et 64 g de O₂ dans 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O, l'oxygène limite malgré sa masse plus grande : 4,96 mol de H₂ (M = 2,016 g/mol) pour un coefficient 2 donnent un rapport de 2,48, contre 2,00 pour l'oxygène (2,00 mol, coefficient 1).
Avec 10 g de H₂ et 64 g de O₂ dans 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O, l'oxygène limite malgré sa masse plus grande : 4,96 mol de H₂ (M = 2,016 g/mol) pour un coefficient 2 donnent un rapport de 2,48, contre 2,00 pour l'oxygène (2,00 mol, coefficient 1).