Équilibre Chimique Flashcards
Définir l’énergie de liaison
C’est l’énergie à fournir pour casser de façon homolitique la liaison, à l’état gaz :
A—B(g) = A(g) + B(g)
(A et B ne sont pas forcément deux atomes, ils peuvent être des morceaux entiers de molécules)
Définir l’enthalpie standard de dissociation d’une liaison A—B, que peut-on en dire ?
C’est l’enthalpie standard de la réaction de dissociation de la liaison A—B.
On le note ΔdisH°A—B > 0 (endothermique, il faut que le milieu fournisse de l’énergie)
Comment l’énoncé peut-il nous parler de l’énergie de la liaison O—H ?
C’est pareil pour toutes les autres liaisons entre atomes
Comment note-t-on l’énergie de dissociation de A—B ?
DA—B ou EA—B
Comment déterminer ΔrH° en fonction des données de l’énoncé ?
Pour passer par les DA—B :
- tout passer à l’état gazeux
- faire un chemin en rompant/formant des liaisons dont l’énergie de dissociation est donnée dans l’énoncé
Les deux ne donnent pas le même résultat, commenter
C’est parce que les énergies de liaison sont des moyennes
Nouveau chap
Quel est le cadre de l’étude de l’équilibre chimique ?
- système fermé
- siège d’une réaction chimique (composition variable)
- évolution monobare et monotherme
- équilibre thermique (T = Te) et mécanique (P = Pe)
- seules les forces de pression fournissent un travail
Montrer le signe de ΔrG.dξ
Attention à être rigoureux :
- écrire d’abord Pext puis P, en disant qu’on est à l’équilibre thermique
- écrire d’abord le deuxième principe sous sa forme de base, puis avec δQ/Te, en disant que la réaction est monotherme
- écrire d’abord Te puis T, en disant qu’on est à l’équilibre mécanique
Étapes :
- Exprimer dG classiquement
- Exprimer G “complet” et en déduire dG “complet”
- Utiliser le premier principe, exprimer δW
- Utiliser le deuxième principe pour exprimer δQ
- En déduire alors une deuxième expression de dG
- Égaliser les deux expressions de dG
Comment déterminer un sens d’évolution (direct/indirect) d’une réaction ?
Justif
À quoi faut-il faire attention ?
On ne répond donc jamais un sens d’évolution sans avoir donné le signe de ΔrG.
Donc :
- ΔrG < 0 ⇒ dξ < 0 : indirect
- ΔrG > 0 ⇒ dξ > 0 : direct
Quelle est la condition d’équilibre de manière générale ?
Dans le cas particulier d’une réaction de transfert d’une phase à une autre, comment déterminer le sens d’évolution du système et quelle est la condition d’équilibre ?
On compare les potentiels chimiques
D’après la loi de Hess
C’est une sorte de phénomène de modération : on cherche à avoir les même potentiels chimique (pour un constituant donné) dans toutes les phases, le système évolue donc dans le sens qui homogénéise, jusqu’à atteindre l’équilibre
Qu’est-ce que le principe d’un osmoseur ?
Justif
Diluer la solution la plus concentrée
Définir la pression osmotique
On appelle pression osmotique π la surpression à appliquer pour être à l’équilibre
Comment déterminer la pression osmotique ?
Analogue à la relation des gazs parfaits
Attention à bien mettre le s
- On cherche à être à l’équilibre, c’est-à-dire μH2O(A) = μH2O(B)
- Remplacer les μH2O par leurs expressions et en déduire π.Vm* + R.T.ln(1-xsolutés) = 0
- Faire un DL du ln en justifiant
- Remplacer xsolutés par son expression et faire passer le Vm* de l’autre côté
Quel est l’ordre de grandeur des pressions osmotiques ?
Plusieurs dizaines de bar
Comment trouver le niveau dont l’eau monte si on n’applique pas la pression osmotique
Pression osmotique (en bar) × 10m
Faire l’application numérique de la pression osmotique.
À quoi faut-il faire attention ?
Pourquoi et comment définit-on la constante d’équilibre ?
Justif
Elle permet d’accéder au sens d’évolution de la réaction en étudiant seulement les activités, ce qui est plus simple
Quelle est la définition de la constante d’équilibre ?
Qu’est-ce que la relation de Guldberg et Waage ?
De quoi dépend la constante d’équilibre ?
K° ne dépend que de T
Démontrer la loi de Van’t Hoff, quelle est sa conséquence ?
Comment trouver l’expression de K° à une température T, si l’énoncé donne les ΔfHi° et Smi° ?
Quels sont les paramètres qui caractérisent un système ?
La description d’un système provient de la description des valeurs des paramètres intensifs qui le caractérisent :
- T
- P
- valeurs intensives de composition
En quoi la variance est-elle nécessaire ?
Ces paramètres intensifs ne sont pas tous indépendants : il existe des relations entre eux. (Par exemple à une pression fixée, l’équilibre impose la température d’ébullition, ou alors le point triple, l’équilibre impose la température et la pression)
Définir la variance
La variance est le nombre de paramètres intensifs que l’on peut fixer indépendamment pour déterminer un état d’équilibre du système
Comment calculer la variance ?
Qu’appelle-t-on les degrés de liberté d’un système ?
Calculer la variance de la réaction d’ébullition de l’eau
Calculer la variance du point triple de l’eau
Déterminer la variance
On peut donc fixer P ou T et l’équilibre impose l’autre
Quels sont les cas particuliers à savoir reconnaître lors d’un calcul de variance ?
- on forme autant de gaz qu’on en consomme
- plus généralement : il existe une relation entre les proportions initiales (qui forcément se traduit aussi en une relation à l’équilibre), en fonction des phases
- notamment : il n’y a pas de produit à l’état initial, en fonction des phases
Qu’est-ce que le cas particulier de calcul de la variance où on forme autant de gaz que ce que l’on consomme
Qu’est-ce que le cas particulier de calcul de la variance où on a une situation spéciale à l’état initial ?
Donner deux exemples
Qu’est-ce que la loi de modération ?
Si une perturbation extérieure, appliquée à un système physico-chimique à l’équilibre, entraine une évolution vers un nouvel état d’équilibre, alors l’évolution s’oppose à la perturbation et en modère les effets
Comment déterminer l’influence de T sur l’équilibre ?
Comment vérifier qu’on a trouvé le bon résultat lors de l’étude de l’influence de T sur l’équilibre ?
On utilise la loi de modération :
- si on chauffe, on augmente l’énergie thermique, il faut vérifier qu’on réagit dans la bonne direction (celle qui consomme de l’énergie : endothermique)
- si on refroidit, inversement
Comment déterminer l’influence d’un paramètre autre que T sur l’équilibre ?
Comment déterminer l’influence de P sur l’équilibre ?
Comment vérifier qu’on a trouvé le bon résultat lors de l’étude de l’influence de P sur l’équilibre ?
Si P augmente, on se déplace dans le sens de diminution des quantités de matière de gaz
Si P diminue, c’est l’inverse
