Pour aller plus loin

Problèmes stoechiométriques sur base d’une équation

Soit la réaction :

HCl  +  NaOH  NaCl  +  H₂O

Cette réaction est équilibrée. Nous pouvons dire que une mole de HCl réagit avec une mole de NaOH pour donner une mole de NaCl et une mole d’eau. Nous écrirons :

HCl + NaOH  NaCl  +  H₂O

Tableau du nombre de moles

	HCl	+	NaOH		NaCl	+	H2O
n avant réaction :	1		1		0		0
réaction :	-1		-1		+1		+1
n après réaction :	0		0		1		1

Cependant, ceci n’est valable que pour autant que la quantité des deux réactifs (HCl et NaOH) soit telle que la réaction soit complète ; pour cette réaction-ci, chacun des réactifs doit être présent en même quantité (même nombre de moles). Par exemple si je mélange 500ml de HCl 2 molaire avec 1 litre de NaOH 1 molaire. Mais que se passerait-il si au lieu de 500ml 2 molaire en HCl, je disposais de seulement 400ml ? Nous aurions :

Tableau du nombre de moles

	HCl	+	NaOH		NaCl	+	H2O
n avant réaction :	0,8		1		0		0
réaction :	-0,8		-0,8		+0,8		+0,8
n après réaction :	0		0,2		0,8		0,8

Nous avons un excès de NaOH.

Pour fixer les idées, essayons de résoudre un problème.

Un expérimentateur fait réagir 200 litres de Ca(OH)₂ 1,5 molaire avec 120 litres de H₃PO₄ 2 molaire. Quelle sera la masse de phosphate de calcium produite. Si un réactif est en excès, quel sera cet excès ?

a)             Equation de la réaction :

Ca(OH)₂+H₃PO₄ Ca₃(PO₄)₂  +  H₂O

Cette réaction n’est pas équilibrée. Avant toute chose, équilibrons :

3Ca(OH)₂+2H₃PO₄Ca₃(PO₄)₂ + 3H₂O

b)              Tableau du nombre de moles :

Combien faut-il de moles de H₃PO₄ pour réagir avec 300 moles de Ca(OH)₂ ? L’équation nous donne la réponse :

                             (300/3) . 2 = 200 moles

	3Ca(OH)2	+	2H3PO4		Ca3(PO4)2	+	3H2O
n avant réaction :	300		240		0		0
réaction :	-300		-200		+100		+300
n après réaction :	0		40		100		300

Nous avons donc 40 moles de H₃PO₄ en excès. Pour connaître la masse des 100 moles de Ca₃(PO₄)₂,nous devons connaître la masse molaire de ce composé :

M= 3. (40) + 2. (31) + 8. (16) = 120 + 62 + 128 = 310 g . mol ^-1

La masse de 100 moles s’établit donc à :

m= 100 . 310 = 31 000g = 31kg.

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