Le ruban de magnésium qui s'enflamme

Exercice d'entraînement · niveau 2 · chimie (seconde), chapitre 4 — Modélisation des Transformations Chimiques · Proportions stœchiométriques et réactif limitant

Énoncé

On brûle du magnésium dans du dioxygène selon l'équation ajustée $2 Mg (s) + O X_{2} (g) 2 MgO (s)$ On introduit initialement $n_{i} (Mg) = 0, 60 mol$ et $n_{i} (O X_{2}) = 0, 25 mol$ .

1. Déterminer le réactif limitant.<br> 2. Calculer la quantité d'oxyde de magnésium formée.<br> 3. Établir la composition complète du système à l'état final.<br> 4. Quelle quantité de dioxygène aurait rendu le mélange stœchiométrique ?

Corrigé

1. Le réactif limitant. On divise chaque quantité initiale par le coefficient stœchiométrique de son espèce : $\frac{n _{i} ( Mg )}{2} = \frac{0 , 60}{2} = 0, 30, \frac{n _{i} ( O X _{2} )}{1} = \frac{0 , 25}{1} = 0, 25.$ Le plus petit quotient est celui du dioxygène : le dioxygène est limitant, bien qu'il paraisse « moins abondant » — c'est le quotient, jamais la quantité brute, que l'on compare.

2. L'oxyde formé. On part du limitant : $\frac{0 , 25}{1} \times 2 = 0, 50 mol$ de $MgO$ .

3. L'état final. Le limitant disparaît : $n_{f} (O X_{2}) = 0$ . Le magnésium consommé vaut $\frac{0 , 25}{1} \times 2 = 0, 50 mol$ , il en reste donc $n_{f} (Mg) = 0, 60 - 0, 50 = 0, 10 mol (exc e ˋ s), n_{f} (MgO) = 0, 50 mol .$

4. Le mélange stœchiométrique. Il faudrait que les deux quotients soient égaux : $\frac{0 , 60}{2} = \frac{n _{i} ( O X _{2} )}{1} ⟹ n_{i} (O X_{2}) = 0, 30 mol .$

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