702 Chapitre 26
Équilibre thermodynamique d’un système chimique
Interro de cours
Étudions la réaction chimique : HSO
–
3 (aq) + NH 3 (aq) = SO
2–
3 (aq) + NH
+
4 (aq).
1. Déterminer sa constante d’équilibre K 3 sachant que :
HSO
–
3 (aq) + H 2 O(l) = SO
2–
3 (aq) + H 3 O
+
(aq) a pour constante d’équilibre K 1 = 10
−7,2 ,
NH
+
4 (aq) + H 2 O(l) = NH 3 (aq) + H 3 O
+ (aq) a pour constante d’équilibre K 2 = 10
−9,2 .
(a) K 3 = K 1 − K 2 ;
(b) K 3 = K 1 K 2 ;
(c) K 3 = K 1 /K 2 .
2. On mélange les volumes v 1 de solution d’ions hydrogénosulfate HSO
–
3 , v 2 de solution d’ions
sulfite SO
2–
3 , v 3 de solution d’ammoniac NH 3 et v 4 de solution d’ions ammonium NH
+
4 . Toutes
ces solutions sont à la concentration c = 1,0 · 10
−1 mol · L
−1 en espèces citées.
volume (en mL) v 1
v 2
v 3
v 4
mélange A
10,0 10,0 10,0 10,0
mélange B
2,0 10, 0 1,0 20,0
mélange C
1,0 20,0 1,0 10,0
Associer, à chaque mélange, un type d’évolution.
(a) A : pas d’évolution ; B : évolution dans le sens direct ; C : évolution dans le sens indirect.
(b) A : pas d’évolution ; B : évolution dans le sens indirect ; C : évolution dans le sens direct.
(c) A : évolution dans le sens direct ; B : pas d’évolution ; C : évolution dans le sens indirect.
3. Déterminer l’avancement à l’équilibre pour le mélange qui évolue dans le sens direct.
(a) ξ e = 1,2 · 10
−3 mol.
(b) ξ e = 8,2 · 10
−4 mol.
(c) ξ e = −8,2 · 10
−4 mol.
4. Son taux d’avancement à l’équilibre vaut :
(a) τ e = 12 % ;
(b) τ e = 18 % ;
(c) τ e = 82 %.
5. Déterminer l’avancement à l’équilibre pour le mélange qui évolue dans le sens indirect.
(a) ξ e = 2,7 · 10
−4 mol.
(b) ξ e = 3,7 · 10
−5 mol.
(c) ξ e = −3,7 · 10
−5 mol.
6. Une fois le mélange B effectué, on ajoute 10,0 mL d’eau. Que se passe-t-il ?
(a) Le système n’évolue pas.
(b) Le système évolue dans le sens direct.
(c) Le système évolue dans le sens indirect.
7. Identifier la(les) affirmation(s) juste(s).
(a) Étant donnée sa constante d’équilibre, la réaction étudiée se déroule rapidement.
(b) Étant donnée sa constante d’équilibre, la réaction étudiée se déroule lentement.
(c) Nous ne pouvons pas conclure sur la cinétique de la réaction.
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Interro de cours
Étudions la réaction chimique : HSO
–
3 (aq) + NH 3 (aq) = SO
2–
3 (aq) + NH
+
4 (aq).
1. Déterminer sa constante d’équilibre K 3 sachant que :
HSO
–
3 (aq) + H 2 O(l) = SO
2–
3 (aq) + H 3 O
+
(aq) a pour constante d’équilibre K 1 = 10
−7,2 ,
NH
+
4 (aq) + H 2 O(l) = NH 3 (aq) + H 3 O
+ (aq) a pour constante d’équilibre K 2 = 10
−9,2 .
(a) K 3 = K 1 − K 2 ;
(b) K 3 = K 1 K 2 ;
(c) K 3 = K 1 /K 2 .
2. On mélange les volumes v 1 de solution d’ions hydrogénosulfate HSO
–
3 , v 2 de solution d’ions
sulfite SO
2–
3 , v 3 de solution d’ammoniac NH 3 et v 4 de solution d’ions ammonium NH
+
4 . Toutes
ces solutions sont à la concentration c = 1,0 · 10
−1 mol · L
−1 en espèces citées.
volume (en mL) v 1
v 2
v 3
v 4
mélange A
10,0 10,0 10,0 10,0
mélange B
2,0 10, 0 1,0 20,0
mélange C
1,0 20,0 1,0 10,0
Associer, à chaque mélange, un type d’évolution.
(a) A : pas d’évolution ; B : évolution dans le sens direct ; C : évolution dans le sens indirect.
(b) A : pas d’évolution ; B : évolution dans le sens indirect ; C : évolution dans le sens direct.
(c) A : évolution dans le sens direct ; B : pas d’évolution ; C : évolution dans le sens indirect.
3. Déterminer l’avancement à l’équilibre pour le mélange qui évolue dans le sens direct.
(a) ξ e = 1,2 · 10
−3 mol.
(b) ξ e = 8,2 · 10
−4 mol.
(c) ξ e = −8,2 · 10
−4 mol.
4. Son taux d’avancement à l’équilibre vaut :
(a) τ e = 12 % ;
(b) τ e = 18 % ;
(c) τ e = 82 %.
5. Déterminer l’avancement à l’équilibre pour le mélange qui évolue dans le sens indirect.
(a) ξ e = 2,7 · 10
−4 mol.
(b) ξ e = 3,7 · 10
−5 mol.
(c) ξ e = −3,7 · 10
−5 mol.
6. Une fois le mélange B effectué, on ajoute 10,0 mL d’eau. Que se passe-t-il ?
(a) Le système n’évolue pas.
(b) Le système évolue dans le sens direct.
(c) Le système évolue dans le sens indirect.
7. Identifier la(les) affirmation(s) juste(s).
(a) Étant donnée sa constante d’équilibre, la réaction étudiée se déroule rapidement.
(b) Étant donnée sa constante d’équilibre, la réaction étudiée se déroule lentement.
(c) Nous ne pouvons pas conclure sur la cinétique de la réaction.
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