❯ Définition. On parle de transformation quand l'état d'un système se trouve modifié. Son aspect, ses propriétés, ses caractéristiques physiques ne sont plus les mêmes avant et après la transformation.

❯ Différentes sortes de transformation. On distingue trois transformations suivant le modèle microscopique qui est employé pour les décrire. (Voir

Fiche méthode E

).

❯ L'équation de réaction. Elle modélise la réaction considérée. Elle ne comporte que les entités ayant été transformées. Elle s'écrit avec une flèche : à gauche sont notées les substances présentes avant la transformation et à droite les substances présentes après la transformation.

❯ Ajuster l'équation. Ajuster si nécessaire l'équation de réaction avec des coefficients afin que les règles de conservation de la matière et des charges électriques globales soient respectées

Doc. 1

Des glaçons fondent

Transformation physique modélisée par l'équation :
\text{H}_2\text{O}(\text{s})\rightarrow\text{H}_2\text{O}(\text{l})

Doc. 2

Du bois brûlé dans la cheminée

Doc. 3

Dans les étoiles, l'hélium devient du bérillium

Transformation nucléaire modélisée par l'équation :
2\ ^{4}_{2}\text{He}\rightarrow \ ^{4}_{8}\text{Be}

❯ Bilan de matière à l'état initial. Dans un énoncé de chimie, les quantités des réactifs mis en jeu peuvent être indiquées en unité de volume dans le cas d'un gaz ou d'un liquide, ou encore en unité de masse dans le cas d'un solide par exemple.
Un bilan de matière à l'état initial consiste à déterminer les quantités de matière (en mole) de toutes les espèces chimiques présentes ou tout au moins de toutes les espèces qui vont réagir lors de la transformation chimique. Cette étape est indispensable pour pouvoir ensuite exploiter un tableau d'avancement. Il convient d'identifier à partir de l'énoncé et des données fournies les éléments qui permettront de déterminer ces quantités de matière (quelles masses molaires sont fournies ou bien à calculer, quels volumes molaires sont fournis etc.).

❯ Bilan de matière lors de la transformation, l'usage d'un tableau d'avancement. Un tableau d'avancement s'appuie sur l'équation de la réaction chimique. Il ne contient pas d'espèces chimiques spectatrices, c'est à dire qui ne réagissent pas lors de la transformation en jeu.

Important : l'équation chimique doit absolument être convenablement ajustée au préalable afin de bien respecter la conservation des éléments chimiques et des charges.

Un tableau d'avancement doit respecter la structure générale ci-dessous, mais le nombre de réactifs ou de produits peut varier évidemment d'une transformation à une autre.


❯ Bilan de matière à l'état final

Il est nécessaire de déterminer le réactif limitant de la réaction (cas d'une réaction totale) :

Pour cela, il convient de résoudre les équations : n_0(\text{A}) - \text{\color{blue}a}x_{max1} = 0 et n_0(\text{B}) - \text{\color{red}b}x_{max2} = 0 en s'appuyant sur les quantités de matière initiales déterminées et sur les coefficients réels de l'équation de la réaction.

On ne retient que la plus petite des valeurs trouvées x_{max1} ou x_{max2}. Elle est égale à l'avancement à l'état final x_f et permet de déterminer les quantités de tous les composés chimiques en jeu (réactifs éventuellement restants et produits formés). On reporte ces valeurs dans la dernière ligne du tableau.

Si x_{max1} = x_{max2} , on est dans les proportions stoechiométriques, c'est à dire que les réactifs ont tous été totalement consommés.

Une fois que le bilan de matière à l'état final est établi, il peut être attendu par l'énoncé de l'exercice de déterminer les volumes ou les masses des produits formés et des réactifs restants. On applique alors une démarche similaire à celle du bilan de matière à l'état initial, mais dans le sens inverse.