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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 43 — #51
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ÉTUDE DE LA TRANSFORMATION CHIMIQUE
Réponse :
1. Pour la température T 1 = 300 K, on calcule les quantités de matière :
n 1 (NO) =
p 1 V
RT 1
et
n 1 (Br 2 ) =
(Br 2 )
M(Br 2 )
.
Application numérique : n 1 (NO) = 4,81.10 −3 mol et n 1 (Br 2 ) = 1,88.10 −3 mol.
2. Nous réalisons le tableau d’avancement (en quantités de matière) à T 2 =333 K :
2 NO (g)
+ Br 2 (g)
= 2 NOBr (g)
EI n 1 (NO)
n 1 (Br 2 )
0
EF n 1 (NO) − 2ξ
n 1 (Br 2 ) − ξ
2ξ
et la constante d’équilibre s’écrit :
K ◦ =
(p eq (NOBr)/p ◦ ) 2
p eq (NO)/p ◦ ) 2 (p eq (Br 2 )/p ◦ )
=
4ξ 2 V p ◦
(n 1 (Br 2 ) − ξ )(n 1 (NO) − 2ξ ) 2 RT 2
car chaque pression partielle est donnée par : p(i) =
n i RT 2
V
.
De façon numérique, l’équation s’écrit : 13, 2 =
0, 289ξ 2
(1, 88.10 −3 − ξ ) (4, 81.10 −3 − 2ξ )
2
, dont
la résolution fournit ξ = 0,751.10 −3 mol.
3. La pression totale dans le récipient lorsque l’équilibre est établi est donnée par :
p =
(n 1 (NO) + n 1 (Br 2 ) − ξ )RT 2
V
.
Application numérique : p = 8220 Pa.
Équilibre de complexation
On considère à 298 K un bécher contenant 20 mL d’ammoniaque (solution aqueuse d’ammoniac) de concentration c 0 = 1,0 mol·L −1 dans lequel on ajoute 30 mL d’une solution
d’ions Cu
2+ à la concentration c 1 = 0,010 mol·L −1 . On précise l’équation-bilan suivante et
la constante d’équilibre correspondante (K ◦ = 10 12,6 à 298 K) :
Cu
2+ (aq) + 4 NH 3 (aq)
=
[Cu(NH 3 ) 4 ]
2+ (aq).
Calculer toutes les concentrations à l’équilibre.
Réponse :
Nous réalisons le tableau d’avancement (en avancement volumique). L’état initial correspond à l’état après dilution mais avant réaction.
Exercice résolu
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