CHAPITRE 5 : Réaction chimique et dosage

Objectifs :


- Décrire quantitativement l’état final d’un système chimique.
- Identifier le réactif limitant.
- Déterminer la concentration d’une espèce colorée à partir d’une courbe d’étalonnage en utilisant la loi de Beer-Lambert

I. Evolution d'un système chimique

1. Réactif limitant et stœchiométrie

On appelle stœchiométrie les relations de proportionnalité qui existent entre les quantités de matière consommées des réactifs et entre les quantités de matière formées des produits lors d’une transformation chimique.
Dans une réaction chimique, le réactif limitant est le réactif qui est totalement consommé.

2. Avancement et tableau d'avancement

L’avancement d’une réaction, noté x, est une grandeur, exprimée en mole, qui permet de décrire l’évolution d’un système chimique.
Le tableau d’avancement décrit l’évolution des quantités de matière d’un système de l’état initial à l’état final, en fonction de l’avancement x.
Les nombres placés devant l’avancement x sont égaux aux nombres stœchiométriques de l’équation. Ils sont précédés d’un signe « - » pour les réactifs et d’un signe « + » pour les produits.
Le nombre stœchiométrique 1 n’est pas écrit.

3. Avancement maximal xmax

Pour déterminer la valeur de l’avancement maximal xmax, on calcule les valeurs de l’avancement qui annulent les quantités de chacun des réactifs.
La plus petite valeur fournie l’avancement maximal xmax.
Le réactif qui lui est associé est le réactif limitant.

4. Mélange initial stœchiométrique

Un mélange initial est stoechiométrique si les quantités initiales des réactifs sont dans les proportions stœchiométriques de ces réactifs. Dans l’état final, les quantités des réactifs sont nulles ; seuls sont présents les produits de la réaction.

II. Loi de Beer-Lambert

1. Énoncé de la loi

L’absorbance A d’une espèce chimique en solution diluée est proportionnelle à la concentration molaire C de cette espèce et à l’épaisseur l de la solution traversée :

La loi de Beer-Lambert permet de doser une espèce chimique colorée dans une solution.

2. Application au dosage

Doser une espèce chimique en solution, c'est déterminer avec précision la quantité de matière de cette espèce dans un volume donné de solution.
Pour doser une espèce chimique colorée, on peut mesurer l'absorbance de la solution et la comparer à celles de solutions étalons contenant la même espèce chimique. Pour avoir la meilleure précision sur le dosage, on doit se placer au λmax de la solution étudiée (c'est à dire à la longueur d'onde pour laquelle l'absorbance est maximale).
Le graphe représentant l'absorbance en fonction de la concentration, obtenu à partir de l'échelle de teintes, constitue la courbe d'étalonnage.

Fiche de Cours

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