Lycée · 15 min

Stœchiométrie : réactif limitant et rendement

Faites varier les quantités initiales de $\ce{H2}$ et $\ce{O2}$ et voyez lequel limite la quantité d’eau formée.

Objectif

Utiliser l’équation équilibrée $\ce{2H2 + O2 -> 2H2O}$ pour identifier le réactif limitant et prévoir le rendement théorique de chaque mélange.

Matériel et réactifs

Bouteilles d’hydrogène et d’oxygène (simulées), réacteur, équation équilibrée $\ce{2H2 + O2 -> 2H2O}$ , calculatrice.

Procédure

Sélectionnez « Rapport exact 2 : 1 » : lisez les hauteurs des vases $\ce{H2}$ , $\ce{O2}$ , $\ce{H2O}$ et vérifiez qu’elles correspondent aux coefficients.
Passez à « H₂ en excès » : identifiez quel réactif s’épuise complètement et combien il reste de l’autre.
Passez à « O₂ en excès » et répétez l’analyse.
Pour chaque mode, calculez les moles théoriques de $\ce{H2O}$ à partir du réactif limitant et comparez avec le vase produit.

À observer

Au rapport exact 2 : 1, les deux vases de réactifs se vident complètement et le produit atteint son maximum.
En mode excès, le vase du réactif limitant se vide en premier ; le réactif restant ne peut plus former de produit.

Explication

Les coefficients de $\ce{2H2 + O2 -> 2H2O}$ fixent le rapport molaire 2 : 1 : 2. Le réactif présent en quantité stœchiométrique moindre — le réactif limitant — fixe le rendement théorique ; l’autre demeure en excès. Le rendement réel est souvent plus faible et s’exprime en pourcentage du rendement théorique.

Sujets liés

Équilibrage des équations, rendement de réaction Conservation de la masse, rapports stœchiométriques

Expérience virtuelle : un modèle simplifié pour construire l’intuition. Elle ne remplace ni le travail réel en laboratoire ni la formation à la sécurité ; ne la reproduisez pas chez vous sans encadrement.