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L’état d’équilibre d’un système

Par Mathieu le 30/11/2010 Ressources > Physique-Chimie > Terminale S > Le Quotient de Réaction et le Taux d’Avancement

I : QUOTIENT DE RÉACTION

1 : DÉFINITION.

aA + bB = cC + dD

Qr = ( [ C ]c x [ D ]d ) / ( [ A ]a x [ B ]b )

2 : EXEMPLES.

PRISE EN COMPTE.

LIQUIDE

PUR

1

SOLIDE

PUR

1

Cu(s) + 2Ag(sol) = Cu2+(sol) + 2Ag(s)

Qr = ( [ Cu2+ ] x [ Ag ]² ) / ( [ Cu ] x [ Ag+ ]² )

Qr = ( [ Cu2+ ] ) / ( [ Ag+ ]² )

CH3COOH + H2O = CH3COO- + H3O+

Qr = ( [ CH3COO- ] x [ H3O+ ] ) / ( [ CH3COOH ] )

3 : LIMITES DU QUOTIENT

Si [ C ] = [ D ] = 0 → Pas de réaction.

Si [ A ] = [ B ] = 0 → Réaction totale ( Qr = + ∞ )

Si Qr, e > 104 : on dit que la réaction est quasi-totale.

À l’équilibre, on note Qr = K = Qre.

4 : RELATION ENTRE K ET XF.

HA + B = A- + D

EI

n01

n02

0

0

EFINAL

n01 – xf

n02 – xf

xf

xf

K = Qre = ( [ D ]f x [ A- ]f ) / ( [ HA ]f x [ B ]f )

= ( xf / vs ) x ( xf / vs) / ( ( n01 – xf ) / Vs ) x ( ( n02 – xf ) / Vs ) )

= xf² / ( n01 – xf ) x ( n02 – xf )

Si les réactifs HA et B sont mis dans les mêmes proportions n01 = n02.

K = xf² / ( n0 – xf )²

Г = xf / xmax

Г² = xf² / xmax²

K = ( ( Г x xm ) / ( xm( 1-Г ) ) )²

K = ( Г² x xmax² ) / ( n0 – Г x xmax )²

K = ( ( Г x xmax ) / ( n0 – Гxmax ) )²

K = Г² / ( 1 – Г )²

II : TAUX D’AVANCEMENT

1 : DÉFINITION.

Г = xf / xmax

( on peut l’exprimer en pourcentage )

Г = 1 ( 100% ) si la réaction est totale.

Г < 1 si la réaction est partielle ( état d’équilibre )

2 : INFLUENCE DE LA DILUTION ET DE LA NATURE DE L’ACIDE. ( VOIR TP )

Lorsque la concentration initiale diminue, le taux de réaction Г augmente, donc plus la réaction avance.

À concentration égale, le taux de réaction diffère selon la nature de l’acide.

3 : EXPLICATION DU DÉPLACEMENT D’ÉQUILIBRE.

CH3-COOH + H2O = CH3COO- + H3O+

La réaction nécessite des chocs efficaces entre les réactifs : à t = 0, la concentration en réactif est importante, donc la réaction démarre très rapidement. À t, la concentration en réactif diminue, la réaction ralentie. Entre T=0 et, la concentration des produits augmentent. Cette réaction inverse s’accélère.

Lorsque les deux réactions se compensent exactement, c’est-à-dire que les deux vitesses sont équivalente, l’équilibre est atteint et les concentrations des différentes espèces restent constante.

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