4) Composition du système à l'état final

La composition du milieu réactionnel (quantité de matière de chaque espèce) lorsque la transformation est terminée (à l'état final) peut être déterminée en utilisant un tableau d'avancement ou en interprétant l'équation chimique.

a) Interprétation d'une équation chimique

On chauffe 4,0 mol de poudre d'aluminium avec à 5,0 mol de soufre en fleur. Il se forme du sulfure d'aluminium.

La transformation est modélisée par l'équation : $\text{2Al}\mathrm{ }\text{<mo>+</mo>}\mathrm{ }\text{3S}\to {\text{Al}}_{\text{2}}{\text{S}}_{\text{3}}$

L'équation signifie : 2 mol d'aluminium réagissent avec 3 mol de soufre pour former 1 mol de sulfure d'aluminium.

On peut indiquer également : 3 mol de soufre réagissent avec 2 mol d'aluminium pour former 1 mol de sulfure d'aluminium.

b) Calcul des quantités de matière

Calculer la quantité de matière d'aluminium et de soufre consommé à l'état final.

Si 2 mol d'aluminium réagissent avec 3 mol de soufre (lecture de l'équation), on peut dire que 4,0 mol d'aluminium réagiraient avec 6,0 mol de soufre. On ne dispose initialement que de 4,0 mol de soufre. Cela signifie que le réactif limitant est le soufre : la transformation sera stoppée lorsque la totalité du soufre aura été consommée (ici 4,0 mol). On en déduit que la quantité de matière de soufre à l'état final est nulle.

Si 3 mol de soufre réagissent avec 2 mol d'aluminium (lecture de l'équation), on peut déduire que 1,0 mol de soufre va réagir avec $\frac{\mathrm{1<mo>,</mo>0}\mathrm{ }.\mathrm{ }2}{3}$   et que 5,0 mol de soufre vont réagir avec $\frac{\mathrm{5<mo>,</mo>0}\mathrm{ }.\mathrm{ }2}{3}$ mol. Soit 3,3 mol d'aluminium.

Calculer la quantité de matière du réactif en excès.

La quantité de matière d'aluminium restant est simple à calculer. C'est la quantité de matière initiale moins celle qui a été consommée : 4,0 - 3,3 soit 0,7 mol.

Calculer la quantité de matière d'aluminium formé $\text{n}\left({\text{Al}}_{\text{2}}{\text{S}}_{\text{3}}\right)$ .

On raisonnera avec le réactif limitant...

Si 3 mol de soufre sont consommées, il se forme 1 mol de sulfure d'aluminium (lecture de l'équation), on peut dire que 5,0 mol de soufre permettent de former $\frac{\mathrm{5<mo>,</mo>0}}{3}$ soit 1,7 mol de sulfure d'aluminium.