L'aluminium qui brûle

Exercice de TD · niveau 3 (difficile) · chimie (seconde), chapitre 4 — Modélisation des Transformations Chimiques · Proportions stœchiométriques et réactif limitant

Énoncé

La combustion de l'aluminium s'écrit $4 Al (s) + 3 O X_{2} (g) 2 Al X_{2} O X_{3} (s)$ . On introduit $n_{i} (Al) = 0, 40 mol$ et $n_{i} (O X_{2}) = 0, 36 mol$ .

1. Vérifier que l'équation est bien ajustée. 2. Déterminer le réactif limitant. 3. Calculer les quantités de matière de toutes les espèces à l'état final. 4. Si l'on doublait la quantité initiale d'aluminium sans changer celle de dioxygène, le réactif limitant serait-il le même ?

Corrigé

1. Aluminium : $4 = 2 \times 2 = 4$ ; oxygène : $3 \times 2 = 6 = 2 \times 3 = 6$ . L'équation est ajustée. 2. Quotients : $\frac{0 , 40}{4} = 0, 10$ pour l'aluminium ; $\frac{0 , 36}{3} = 0, 12$ pour le dioxygène. Le plus petit est celui de l'aluminium : l'aluminium est limitant. 3. $n_{f} (Al) = 0$ . Le dioxygène consommé vaut $\frac{0 , 40}{4} \times 3 = 0, 30 mol$ , il en reste $n_{f} (O X_{2}) = 0, 36 - 0, 30 = 0, 06 mol$ . L'alumine formée vaut $n_{f} (Al X_{2} O X_{3}) = \frac{0 , 40}{4} \times 2 = 0, 20 mol$ . 4. Avec $n_{i} (Al) = 0, 80 mol$ , le quotient de l'aluminium devient $\frac{0 , 80}{4} = 0, 20$ , supérieur à $0, 12$ : c'est alors le dioxygène qui devient limitant.

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