Comment construire un tableau descriptif de l'évolution du système au cours de la transformation ?

Le tableau descriptif de l'évolution du système au cours de la transformation ou plus simplement tableau d'avancement permet d'organiser autour de l'équation chimique un bilan de matière à l'état initial, en cours de réaction et à l'état final.

Le tableau d'avancement s'organise autour de 6 étapes :

• établissement de l'équation bilan ;
• définition de l'état initial du système ;
• définition du système en cours de transformation ;
• définition de l'état final du système ;
• calcul de l'avancement maximal ;
• application numérique. 

Étudions par exemple la combustion de 3 litres de butane (de formule brute : C₄H₁₀) dans 25 litres de dioxygène qui produit de l'eau et du dioxyde de carbone dans les conditions normales de température et de pression (T = 0 °C et P = 1013 hPa).

L'équation de la réaction chimique reflète la conservation des éléments et de la charge électrique ; il ne faut pas négliger cette étape et surtout l'ajustement des nombres stoechiométriques. Dans notre exemple :

En terme de bilan de matière, il faut calculer les quantités de matière initialement introduites de butane et de dioxygène.
Ces espèces chimiques étant toutes deux des gaz, il suffit de connaître le volume molaire dans les conditions normales de température et de pression : V_m = 22,4 L.mol^-1.

En appliquant la formule pour les gaz, n = V/V_m, on obtient :

• n_i(C₄H₁₀) = 0,13 mol
• n_i(O₂) = 1,1 mol.

• calculer l'avancement maximal et déterminer le réactif limitant ;
• de faire un bilan de matière à différents stades de la transformation d'un point de vue général ;
• de calculer en moles les quantités de réactifs et de produits en fin de réaction.

Ensuite, il suffit de calculer, selon l'état physique des produits de réaction, leurs quantités dans des grandeurs mesurables. Pour les gaz, on parlera en volume, pour les solides en masse et pour les liquides en volume également.