Transformations non totales (ou limitées) -> l’équilibre chimique

Résumé du document

Une transformation chimique non totale atteint son état final alors qu'aucun des réactifs n'a été entièrement consommé : il n'y a pas de réactif limitant.
A l'état final, il reste un peu des deux réactifs, surtout dans les réactions acides bases.



Couple acide-base

AH/A- acide libère H+ base capte H+

Exemple : CH3COOH / CH3COO- acide éthanoïque / ion éthanoïque
demie-équation : CH3COOH = CH3COO-+H+ (proton)

NH4+ / NH3 ion ammonium / ammoniac
demie équation : NH4+ = NH3+H+

couples eau: H2O / HO- eau / ion hydroxyde
H2O / H3O+ eau / ion oxonium

Réaction acido-basique (ou acide-base) : échange de protons

Exemple : CH3COOH / CH3COO- et NH4+ / NH3
équation bilan : CH3COOH + NH3 = CH3COO- + NH4+

Extraits

[...] L'équilibre chimique Des transformations non totales (ou limitées) Une transformation chimique non totale atteint son état final alors qu'aucun des réactifs n'a été entièrement consommé : il n'y a pas de réactif limitant. A l'état final, il reste un peu des deux réactifs, surtout dans les réactions acides bases. Rappels Couple acide-base AH/A- acide libère base capte Exemple : CH3COOH / CH3COO- acide éthanoïque / ion éthanoïque demie-équation : CH3COOH = CH3COO-+H+ (proton) NH4+ / NH3 ion ammonium / ammoniac demie équation : NH4+ = NH3+H+ couples eau: H2O / HO- eau / ion hydroxyde H2O / H3O+ eau / ion oxonium Réaction acido-basique (ou acide-base) : échange de protons Exemple : CH3COOH / CH3COO- et NH4+ / NH3 équation bilan : CH3COOH + NH3 = CH3COO- + NH4+ pH d'une solution aqueuse Définition Le pH chiffre la quantité d'ions présents dans la solution. [...]

[...] Déplacement d'un équilibre (établis) Loi de Châtelier : loi de compensation Equilibre associé : A + B = C + D Si on rajoute du A (ou : évolution dans le sens direct Si on rajoute du C (ou : évolution dans le sens indirect IV- Quotient de réaction à une date t (au cours de l'avancement) Définition générale aA +bB = cC + dD à une date Qr se calcule avec les coefficients plus la concentration de toutes les espèces chimiques de la solution. [...]

[...] Généralisation : état d'équilibre d'un système chimique Modélisation et caractéristique soit A et B deux réactifs A + B = C + D Il s'établit un équilibre entre les quatre espèces chimiques car la vitesse de la réaction dans le sens direct est la même que dans le sens indirect. à l'état final : C et D coexistent si on part de C et D C + D = A A l'état final, les proportions de C et D seront les même que dans le cas précédent, c'est donc les espèces chimiques qui caractérisent l'état final de l'équilibre. On peut modifier les quantités des réactifs. [...]

[...] D'acide pur est de mol = xmax xfinal xmax donc la transformation n'est pas totale Le nombre de moles d'acide éthanoïque ne s'est pas transformé, sinon elle aurait donné autant d'ions H3O+ , il en reste donc à la fin de la réaction. Caractéristique d'une transformation non totale xfinal xmax xfinal : déterminer expérimentalement xmax : calculé à partir des quantités initiales des réactifs et de l'équation de la réaction Taux d'accroissement τ= xfinal / xmax Exemple : réaction précédente τ= 3.9 .10-4 / 1.75 .10-2= 0.02 = Si la réaction est totale τ=100% III- Equilibre chimique d'un système Sens d'évolution d'un système évoluant suivant une transformation non totale Couples majeurs : CH3COOH / CH3COO- et H3O+ / H2O Equation de la réaction : CH3COOH + H2O = CH3COO- + H3O+ 1er cas : ajout d'acide (CH3COOH) le pH diminue et la quantité de H3O+final augmente La réaction s'est déplacée vers la droite, dans le sens de production de H3O+ : sens direct 2e cas : ajout d'ions CH3COO- (ions éthanoate) le pH augmente et la quantité de H3O+final diminue La réaction a évolué dans le sens de disparition de H3O+ : sens indirect On a un équilibre chimique entre les 4 espèces, écriture avec le signe = ce signe montre que la réaction peut évoluer dans un sens ou dans l'autre. [...]