Chapitre 3: Sens d'évolution spontanée d'un système chimique

Question 1

Transformation non totale

Def

Answer 1

Dans le cas d’une transformation non totale, à l’état final:
* Les quantités des espèces ne varient plus
* Tous les réactifs et tous les produits coexistent
L’état final est appelé état d’équilibre chimique.

Question 2

Transformation non totale

Modélisation

Answer 2

Une trasformation non totale est modélisée par deux réactions opposées l’une de l’autre. L’équation s’écrit alors: aA+bB⇌cC+dD

Question 3

Equilibre dynamique

Notion

Answer 3

Un état d’équilibre chimique est un état d’équilibre dynamique. Cela signifie que, lorsqu’une réaction a atteint l’équilibre, les réactions directe et inverse se poursuivent mais les espèces chimiques se forment aussi vite qu’elles sont consommées

Question 4

Taux d’avancement final

Formule

Answer 4

Le taux d’avancement final d’une réaction, noté τ (tau), est le quotient de l’avancement final par l’avancement maximal: τ=x_f/x_amx
Le taux d’avancement peut s’exprimer en pourcent

Question 5

Quotient de réaction

Formule

Answer 5

Pour une réaction chimique en solution aqueuse d’équation:aA(aq)+bB(aq)⇌cC(aq)+dD(aq)
Le quotient de réaction Q_r s’écrit dans un état donné du système:
Q_r=([C]/c⁰)^cx([D]/c⁰)^d/([A]/c⁰)^ax([B]/c⁰)^b

Lettres en minuscules: nombres sotechiométriques associés aux produits

Question 6

Constante d’équilibre

Formule

Answer 6

A l’état d’équilibre, le quotient Q_r,éq associé à une équation de réaction est indépendant de la composition initiale du système. Cette grandeur ne dépend que de la température; elle est appelée constante d’équilibre et elle est notée K: K=Q_r,éq

Question 7

Prévision du sens d’évolution spontanée d’un système

Answer 7

Un système chimique hors équilibre (c’est-à-dire tel que Qr,i≠K) évolue spontanément vers un état d’équilibre
* Si Qr,i<K, le système évolue dans le sens direct de l’équation de la réaction si les espèces à gauche sont présentes
* Si Qr,i>K, le système évolue dans le sens inverse de l’équation de la réaction si les espèces de droite sont présentes