Fiche de révision 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 se produit une réduction vers la droite et une oxydation vers la gauche

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.

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.

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 $x$.

un tableau d’avancement

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

Hypothèse 1	Hypothèse 2
Si le réactif $A$ était le réactif limitant, alors $n_{i(A)}-\blue{a}x_\text f=0$. L’avancement maximal serait $$x_\text f=\dfrac{n_{i(A)}}{\blue {a}}$$	Si le réactif $B$ était le réactif limitant, alors $n_{i(B)}-\green{b}x_\text f=0$. L’avancement maximal serait $$x_\text f=\dfrac{n_{i(B)}}{\green {b}}$$