Identifier un réactif limitant - Corrigé

Le plomb, de symbole Pb, est un métal utilisé par exemple pour certaines constructions. Il est par exemple employé pour la toiture de la cathédrale Notre-Dame de Paris. Le plomb peut être corrodé par l'action du dioxygène. Il se forme alors du minium, de formule Pb₂O₃, selon la réaction d'équation :

Le minium a été historiquement utilisé comme pigment. Il est désormais reconnu comme étant toxique. 

On considère un système chimique composé initialement de 24 mmol de plomb et de 21 mmol de dioxygène. 

Identifier le réactif limitant de la transformation.

Corrigé

D'après la stœchiométrie de la réaction, à chaque fois que 4 atomes de plomb sont consommés, 3 molécules de dioxygènes sont consommées.

En raisonnant en "paquets chimiques", à chaque fois que 4 moles de plomb sont consommées, 3 moles de dioxygènes sont consommées. 

En raisonnant en millièmes de "paquets chimiques", à chaque fois que 4 millimoles de plomb sont consommées, 3 millimoles de dioxygène sont consommées. 

La quantité initiale de plomb est donc consommée au rythme de 4 millimoles par 4 millimoles, quand celle du dioxygène est consommée dans le même temps au rythme de 3 millimoles par 3 millimoles.

Pour identifier le réactif limitant, il faut donc comparer les quantités de matières initiales rapportées aux nombres stœchiométriques : quel est le plus petit de ces deux quotients,   ou  ?

Le plus petit des deux quotients est celui relatif au plomb : c'est le plomb qui est le réactif limitant de la transformation.