Avancement d'une réaction

Le tableau d'avancement permet d'établir un bilan de matière à l'état initial, pendant la réaction et à l'état final. A partir des quantités de matière initiales et de la stoechiométrie de la réaction, on en déduit le réactif limitant. L'avancement est ensuite utilisé pour le calcul numérique pour connaitre les quantités de matière finales des produits et des réactifs.

Définition de l'avancement de réaction

Pour remplir le tableau, on commencer par écrire et équilibrer la réaction chimique. On place ensuite les quantités de matière à l'état initial. L'avancement est le plus souvent nul à l'état initial

Tableau d'avancement :

Réaction αA + βB fleche γC + δD
A t = 0 n0(A) n0(B)    0 0
A t n(A) = n0(A) – α ξ  n(B) = n0(B) – β ξ     n(c)= γ ξ  n(D)= δ ξ
A t final nf(A) = n0(A) – α ξf  nf(B) = n0(B) – β ξf     nf(c)= γ ξf  nf(D)= δ ξf

On définit la valeur

Avancement de la réaction
et s'appelle l'avancement de la réaction.

Il peut s'écrire sous une forme différentielle :
dξ = dn(A)/ α = dn(B)/ β  etc…

Exemple dans le cas d'un dosage acide base

Réaction H2SO4 + 2NaOH fleche Na2SO4 + 2H2O
A t = 0 2 moles 3 moles 0 0
A t 2 - ξ 3- 2ξ   ξ
A t final 2 - ξf 3- 2ξf   ξf f

Pour réaction totale, l'avancement est égal dans le cas de l'acide sulfurique : 2 - ξ = 0 soit ξ= 2 et pour la soude 3- 2ξ = 0 soit ξ= 3/2 = 1,5. Le réactif limitant est donc la soude. En réinjectant l'avancement ξ= 1,5 dans le tableau, on peut calculer le nombre de moles de produits formés. On obtient pour le sulfate de sodium : 1,5 mole et pour l'eau : 3 moles

Le taux d'avancement de la réaction

Il est défini comme étant le rapport de l'avancement de la réaction divisé par l'avancement maximal : τ = ξ/ξmax
Le taux d'avancement final s'écrit donc τ = ξfmax
Avec ξf et ξmax respectivement l'avancement final et maximal.