• Equilibres chimiques

    Equilibres chimiques<o:p></o:p>

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    I)              Définition de l’équilibre chimique<o:p></o:p>

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    - Un système chimique atteint un état d’équilibre lorsque sa composition ne varie plus.<o:p></o:p>

                      → Le système n’est pas figé : les vitesses des réactions dans les sens direct et indirect sont identiques.<o:p></o:p>

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    II)            Description de l’état d’un système<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    A)    Quotient réactionnel Q = produit des aivi<o:p></o:p>

    Ex : 2 NO(g)  +  O2(g)  =  2 NO2(g)<o:p></o:p>

                → Q = aNO-2. aO2-1. aNO22<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    B)     Constante d’équilibre K = Qéquil = produit des aivi, équil<o:p></o:p>

    ΔrG° = -RT.ln(K)                           →            K = e- ΔrG°/RT<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    C)    Température d’inversion T<o:p></o:p>

    - Température pour laquelle a lieu un changement de sens de la réaction : une réaction favorisée dans le sens direct peut être rendue spontanée dans le sens indirect.<o:p></o:p>

    - A cette température, on a : K=1 et ΔrG°=0.<o:p></o:p>

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    III)          Expressions de l’activité<o:p></o:p>

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    A)    Cas des équilibres homogènes gazeux<o:p></o:p>

    - Pour un gaz parfait, l’activité d’un constituant est : ai = pi/P°<o:p></o:p>

                      Avec pi : pression partielle du constituant i et P° : pression standard (1bar).<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    B)    Cas des équilibres homogènes liquides<o:p></o:p>

    - L’activité d’un soluté est : ai = Ci/C°<o:p></o:p>

                      Avec Ci : concentration du constituant i à l’équilibre et C° : concentration de référence (1mol/L).<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    C)    Cas des équilibres hétérogènes<o:p></o:p>

    - L’activité d’un corps solide est égale à 1, comme pour les solvants (aH2O=1).<o:p></o:p>

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    IV)          Sens d’évolution d’un système<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    L’avancement correspond au nombre de mole de réactifs consommé à l’instant t :<o:p></o:p>

    ξ = (nl – n0) / v<o:p></o:p>

                      Avec v le coefficient stoechiométrique (< 0 pour les réactifs et > 0 pour les produits)<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    - Si, à l’état initial, il n’y a que des réactifs sens direct.<o:p></o:p>

     

    - Si, à l’état initial, il y a des réactifs et des produits, alors :<o:p></o:p>

    ü  si Qi < K → la réaction évolue dans le sens direct 1.<o:p></o:p>

    ü  si Qi > K → la réaction évolue dans le sens indirect 2.<o:p></o:p>

    ü  si Qi = K → le système est à l’équilibre et n’évolue pas.<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    V)            Influence des conditions opératoires sur l’équilibre<o:p></o:p>

                      Loi de Le Chatelier : quand un système à l’équilibre est soumis à une perturbation, il évolue dans le sens qui tend à s’opposer à l’effet de cette perturbation.<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    <o:p> </o:p>

    A)    Influence de la pression<o:p></o:p>

    Seulement pour les systèmes constitués d’une ou plusieurs espèces gazeuses.<o:p></o:p>

                      → Si on augmente la pression, l’équilibre se déplacera dans le sens direct 1.<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    B)    Influence de la température<o:p></o:p>

    - Pour une réaction exothermique : une élévation de la T° déplace la réaction dans le sens de formation des réactifs.<o:p></o:p>

                      → ΔrH° <0 + ΔT >0 = Sens indirect.<o:p></o:p>

    - Pour une réaction endothermique : une élévation de la T° déplace la réaction dans le sens de formation des produits.<o:p></o:p>

                      → ΔrH° >0 + ΔT >0 = Sens direct.<o:p></o:p>

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    - Relation de Van’t Hoff :<o:p></o:p>

                                                         <o:p></o:p>

                      <v:shapetype coordsize="21600,21600" filled="f" id="_x0000_t75" o:preferrelative="t" o:spt="75" path="m@4@5l@4@11@9@11@9@5xe" stroked="f"> <v:stroke joinstyle="miter"> <v:formulas> <v:f eqn="if lineDrawn pixelLineWidth 0"> <v:f eqn="sum @0 1 0"> <v:f eqn="sum 0 0 @1"> <v:f eqn="prod @2 1 2"> <v:f eqn="prod @3 21600 pixelWidth"> <v:f eqn="prod @3 21600 pixelHeight"> <v:f eqn="sum @0 0 1"> <v:f eqn="prod @6 1 2"> <v:f eqn="prod @7 21600 pixelWidth"> <v:f eqn="sum @8 21600 0"> <v:f eqn="prod @7 21600 pixelHeight"> <v:f eqn="sum @10 21600 0"> </v:f></v:f></v:f></v:f></v:f></v:f></v:f></v:f></v:f></v:f></v:f></v:f></v:formulas> <v:path gradientshapeok="t" o:connecttype="rect" o:extrusionok="f"> <o:lock aspectratio="t" v:ext="edit"> </o:lock></v:path></v:stroke></v:shapetype><v:shape id="Image_x0020_5" o:spid="_x0000_i1026" style="width:175pt;height:40pt;visibility:visible;mso-wrap-style:square" type="#_x0000_t75"> <v:imagedata o:title="" src="file://localhost/Users/Leana/Library/Caches/TemporaryItems/msoclip/0/clip_image001.png"> </v:imagedata></v:shape>                                   ó                 <v:shape id="Image_x0020_6" o:spid="_x0000_i1025" style="width:151pt;height:48pt;visibility:visible;mso-wrap-style:square" type="#_x0000_t75"> <v:imagedata o:title="" src="file://localhost/Users/Leana/Library/Caches/TemporaryItems/msoclip/0/clip_image002.png"> </v:imagedata></v:shape><o:p></o:p>

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    C)    Influence de l’ajout d’un constituant actif à T et V constants<o:p></o:p>

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    - Si le constituant actif est un solide ou un liquide pur, alors l’ajout de ce constituant n’aura aucun effet sur l’état d’équilibre du système.<o:p></o:p>

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    - Si le constituant actif est gazeux, alors l’ajout de ce constituant déplacera l’équilibre dans le sens où l’espèce introduite est consommée.<o:p></o:p>


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