Tableau d'avancement (2) : utilisation

Rappels : L'avancement x est le nombre de réactions en mol.
Pour un élément X,
n(X)=nombre en mol, 1 mol=N_A éléments=6.024 × 10²³
N(X)=nombre sans unité.
M(X)=masse molaire en g/mol.
m(X)=masse en g.

Avec les 2 formules qui relient toutes ces quantités :
N(X)=n(X) × N_A
m(X)=n(X) × M(X).

Le tableau d'avancement est un outil de présentation qui décrit le nombre de réactions au cours de l'expérience et les conséquences sur le nombre de réactifs et de produits, eux aussi en mol.

Reprenons la synthèse de l'eau : 2 H₂+O₂ → 2 H₂O

Que se produit-il si nous avons m(H₂)=8g et m(O₂)=8g à l'état initial ?
Nous ne pouvons le savoir que si nous connaissons le nombre initial d'éléments en mol.
n(H₂)=m(H₂)/M(H₂)
n(O₂)=m(O₂)/M(O₂)

Avec :

M(H₂)=nombre de nucléons dans H₂= 2 M(H)=2 × 1=2g/mol.
M(O₂)=nombre de nucléons dans O₂= 2 M(O)=2 × 16=32g/mol.
M(H₂O)=nombre de nucléons dans H₂O= 2 M(H)+1 M(O)=2 × 1+16=18g/mol

n(H₂)=8/2=4mol 
n(O₂)=8/32=0.25mol

A l'état final, nous avons :
n(H₂)=3.5mol
n(O₂)=0.5mol
n(H₂O)=0.5mol

D'où :
m(H₂)=n(H₂) × M(H₂)=3.5 × 2=7g 
m(O₂)=n(O₂) × M(O₂)=0.0 × 32=0g 
m(H₂O)=n(H₂O) × M(H₂O)=0.5 × 18=9g 

La réaction a donc consommé 1g de H₂ et 8g de O₂ pour produire 9g de H₂O.