Résultats dapprentissage Jétablis les rapports quantitatifs dune équation équilibrée D14 Je communique dans différents contexte en me servant de termes justeD27 Je présente des exemples de la vie de tous les jours qui démontre limportance de lanalyse des rapports ID: 691931
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Chapitre 7:La stœchiométrie
Résultats d’apprentissage :
J’établis les rapports quantitatifs d’une équation équilibrée. (D1.4)
Je communique dans différents contexte en me servant de termes juste.(D2.7)Je présente des exemples de la vie de tous les jours qui démontre l’importance de l’analyse des rapports quantitatifs. (D3.1)J’évalue des enjeux sociaux ,technologiques et environnementaux liés à la nature quantitative des réactions chimiques. (D3.2)
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Qu’est-ce que la stœchiométrie?
La stœchiométrie est l’étude des rapports quantitatifs entre les réactifs et les produits formés au cours d’une réaction chimique.
Pour faire ces rapports, il faut d’abord une équation chimique équilibrée.
Il est ensuite possible de faire des prédictions et des calculs relatifs à laquantité de réactifs requise pour former une quantité définie de produit.© Hemera/
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Source: Apprentissage électronique Ontario.Slide3
L’importance de la stœchiométrie
La stœchiométrie nous permet de connaitre à l’aide d’une équation chimique équilibrée les quantités de réactifs nécessaires à une réaction chimique en laboratoire ou dans l’industrie. En utilisant ainsi les bonnes quantités de réactifs, ceci aide à minimiser l’impact négatif sur l’environnement car moins de produits chimiques sont utilisés en excès.
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Relation entre les particules dans une équation chimique équilibréePour la réaction :
on peut représenter le nombre de molécules de chaque sorte à l’aide des rapports suivants : 1 molécule de N2 : 3 molécules de H2 : 2 molécules de NH3 2 molécules de N
2 : 6 molécules de H2 : 4 molécules de NH3 108 molécules de
N2 : 324 molécules de H2 : 216 molécules de NH3 1douzaine de N2 : 3 douzaines de H2 : 2 douzaines de NH3
Exercice :
Combien faut-il de molécules d’azote pour
produire
20 molécules
d’ammoniac?
x
=
1 molécule de N
2
20 molécules de NH
3
2 molécules de NH3 x= 20 molécules de NH3 X 1 molécule de N2 = 10 molécules de N2 2 molécules de NH3
4Slide5
Exemple d’un rapport réel
+
+
+
+
→
2 tasses
de farine
1 tasse
de sucre
3 œufs
1 tasse
de lait
1 c. à
thé de
p
oudre
à pâte
Une recette de cuisine est un exemple de rapport stœchiométrique. Chaque ingrédient doit être utilisé dans une proportion précise pour que l’on obtienne une quantité définie de produit.
24 petits gâteaux
(mais sans le glaçage, dommage)
Le rapport stœchiométrique est donc de
2 : 1 : 3 : 1 : 1 : 24
?
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Exemple d’un rapport en chimie+→
Une formule chimique équilibrée nous indique par les coefficients la quantité de réactifs requise pour former une quantité définie de produit.Le rapport stœchiométrique est donc de 1 : 2 : 2 : 1
Pb(NO3)2
KI2KNO3PbI2
+
2
une mole de nitrate de plomb (II)
deux moles d’iodure de potassium
deux moles de nitrate de potassium
une mole d’iodure de plomb (II)
Question de compréhension :
Si 15 moles de nitrate de plomb (II) sont utilisées dans la réaction chimique ci-dessus, combien de moles de nitrate de potassium seront produites ?
Penses-y un moment et trouve la réponse dans ta tête.
Réponse
réagit avec
pour produire
etSlide7
7RéponseUne mole de Pb(NO
3)2 produit deux moles de KNO3.+
→Pb(NO3)2
KI2KNO3
PbI
2
+
2
ALORS
15 moles de Pb(NO
3
)
2
produiront 30 moles de KNO
3
.Slide8
Pratiquons-nousUtiliser des rapports molaires dans une équation chimique équilibrée.Page 300 #118Slide9
La stoechiométrie de masseVoir exemple page 302 et 303.Pratiquons-nous (pratique guidée):Page 304 # 219Slide10
10À toi de jouer!Applique tes nouvelles connaissances en faisant les exercices suivants: page 298 #5-7, page 300 # 12-16 et
page 304 #22-25© Hemera/ThinkstockSlide11
7.2:Les réactifs
limitants
et les réactifs en excès.Résultats d’apprentissage :Je résous des problèmes sur les pourcentages de rendement et les réactifs limitants. (D2.5)Je communique dans différents contexte en me servant de termes juste.(D2.7)
Je présente des exemples de la vie de tous les jours qui démontre l’importance de l’analyse des rapports quantitatifs. (D3.1)
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12Source: Les réactifs limitants et les réactifs en excès, Apprentissage électronique Ontario.Une équation chimique équilibrée permet de prévoir la quantité de produit qui sera obtenue grâce aux coefficients stœchiométriques. Ces rapports molaires sont théoriques et indiquent la quantité prévue, dans un monde idéal, de produit selon le nombre de moles des réactifs
.Cependant, en laboratoire, la plupart des réactions sont incomplètes, car elles s’arrêtent lorsqu’un réactif est épuisé. On appelle ce réactif, qui a complètement été utilisé, le réactif limitant. Une certaine quantité de l’autre réactif est donc inutilisée; on appelle ce réactif le réactif en excès.Slide13
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Le réactif limitant n’est pas obligatoirement celui qui a la plus petite masse mais c’est celui qui produit la plus petite masse du produit.
Pour trouver le réactif limitant et en excès tu dois calculer la quantité de produit formé par chacun des réactifs. Slide14
Exemple de résolution de problème touchant les réactifs limitants.14Slide15
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Pratique guidée18https://nouvelon.apprentissageelectroniqueontario.ca/d2l/lor/viewer/view.d2l?ou=8201&loIdentId=158707
Page 309 # 31Autres exemples voir manuel page 308 et 310Slide19
À ton tourComplète les exercices #32-35 de la page 309 et # 40-45 de la page 311 pour le prochain cours.19Slide20
7.3:Le rendement des réactions.
Résultats d’apprentissage :
Je résous des problèmes sur les pourcentages de rendement et les réactifs
limitants. (D2.5)Je peux comparer le rendement expérimental d’une réaction à son rendement théorique et suggérer des sources d’erreur possible.(D2.6)Je communique dans différents contexte en me servant de termes juste.(D2.7)Je présente des exemples de la vie de tous les jours qui démontre l’importance de l’analyse des rapports quantitatifs. (D3.1)
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21Le rendement expérimental est très important en industrie. La réaction doit être rentable.Définitions:
Source:
Activité 3.6 – Trop ou pas
assez, Apprentissage électronique Ontario Slide22
22Le rendement expérimental d’une réaction est toujours inférieur au rendement théorique.Facteurs qui influent sur le rendement d’une réaction chimiqueLes réactifs de compétition :
Réaction qui a lieu en même temps que la réaction principale et qui fait intervenir les réactifs ou les produits de la réaction principale. Ceci modifie le rendement de la réaction. Exemple de la compétition des réactifs:Combustion des hydrocarbures .(Voir manuel page 314)C3H8 (g) + 5 O2 (g) 3 CO
2 (g) + 4 H2O (g) (combustion complète)2 C3H
8 (g) + 7 O2 (g) 6 CO(g) + 8 H2O (g) (combustion incomplète)Exemple de la compétition des produits:Production de trichlorure de phosphore (voir manuel page 315)2 P(s)
+
3 Cl
2
(g)
3
PCl
3 (l)
PCl
3 (l)
+ Cl
2
(g)
PCl 5 (s)Slide23
23Facteurs qui influent sur le rendement d’une réaction chimique (suite)La vitesse de réaction : Certaines réactions sont très lentes; il se peut alors qu’elles ne soient pas terminées au moment de mesurer le rendement.
La surface de contact, la température, la pression et la forme du contenant utilisé pour la réaction : Plusieurs facteurs peuvent influencer la réaction chimique en laboratoire, donc en modifier le rendement.La pureté des réactifs : Les réactifs utilisés en laboratoire ne sont pas toujours à l’état pur tel que le requiert l’équation chimique. Ces impuretés peuvent affecter le rendement de la réaction. Comme par exemple les calculs de rendement théoriques seront incorrects si l’on se sert de la masse de réactifs contenant des impuretés.
Les techniques de laboratoire : Les techniques qu’utilise la personne faisant la manipulation et les erreurs qu’elle commet peuvent minimiser le rendement de la réaction chimique.Exemples: Une partie du produit reste sur l’équipement utilisé; si un produit est un peu soluble, se dissoudra dans le filtrat à la place de rester coller au filtre (pour d’autres exemples voir page 316 du manuel tableau 7.1).Slide24
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H
3PO4
3KOH
K
3
PO
4
3H
2
O
n
0,500 mol
0,923 mol
0,307 mol
m
49,0 g
49,0 g
65,38 g
M
97,994 g/mol
53,107 g/mol
212,97 g/mol
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2. Calcule le pourcentage de rendement.Slide26
26Il est important de connaitre le pourcentage de rendement d’une réaction en industrie afin de savoir les quantités de réactifs nécessaires afin de produire un quantité spécifique de produit.Ceci permet de minimiser les coûts de production et augmenter la profitabilité de l’entreprise
.Slide27
27Pratique guidée additionnelle au lien ci-dessus:https://nouvelon.apprentissageelectroniqueontario.ca/d2l/lor/viewer/view.d2l?ou=8201&loIdentId=158715
Voir exemples pages 317 et 318.À ton tour: Réponds aux questions 13-18 de la page 316 et complète les exercices # 51 à 55 de la page 319.Slide28
28Révision du module-jeu questionnairehttps://nouvelon.apprentissageelectroniqueontario.ca/d2l/lor/viewer/view.d2l?ou=8201&loIdentId=158701Slide29
Formatif du module29Complète les exercices des pages 339-343 sauf les # 16,17,21,27,28,29,30,31,33 et 42 pour le prochain cours.