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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 66 — #74
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Exercices Corrigés
CHAPITRE 1 – TRANSFORMATION DE LA MATIÈRE
CH 3 COOH + F –
= CH 3 COO – + HF
EI/mol.L −1
c 1
c 2
0
0
EF/mol.L −1 c 1 − ξ /V
c 2 − ξ /V
ξ /V
ξ /V
et nous exprimons la constante d’équilibre K ◦ vérifiée dans l’état final (observation de l’équilibre chimique) :
K
◦
1 =
(ξ /V ) 2
(c 1 − ξ /V )(c 2 − ξ /V )
avec c 1 = 0,10 mol·L −1 et c 2 = 0,05 mol·L −1 . Cette équation permet le calcul de l’avancement volumique : ξ /V = 9,6.10 −3 mol·L −1 .
L’état final d’équilibre est donc décrit par les concentrations : [CH 3 COO − ] = [HF] = 9,6.10 −3 mol·L −1 ,
[CH 3 COOH] = 9,0.10 −2 mol·L −1 et [F − ] = 4,0.10 −2 mol·L −1 .
3. Nous dressons le tableau d’avancement relatif à la réaction étudiée (tableau en avancement volumique
ou en concentration, V désigne le volume de la solution) :
Ca(OH) 2 (s) = Ca 2+ + 2 HO –
EI/mol.L −1
excès
0
0
EF/mol.L −1 excès
ξ /V
2ξ /V
et nous exprimons la constante d’équilibre K ◦
4 vérifiée dans l’état final (observation de l’équilibre chimique) :
K
◦
4 = 4(ξ /V )
3 .
Cette équation permet le calcul de l’avancement volumique : ξ /V = 1, 16.10 −2 ≈ 1,2.10 −2 mol·L −1 .
L’état final d’équilibre est donc décrit par les concentrations : [Ca 2+ ] = 1,2.10 −2 mol·L −1 et [HO − ] =
2 × 1, 16.10 −2 ≈ 2,3.10 −2 mol·L −1 .
4. La réaction (5) mise en jeu dans la carbonatation du béton s’écrit :
(5)
Ca(OH) 2 (s) + H 2 CO 3 (aq)
=
CaCO 3 (s) + 2 H 2 O
La réaction (5) est une combinaison des réactions (4) et (6) à (9) : (5) = (4) + (7) + (8) − (6) − 2 × (9).
Il vient donc :
K
◦
5
=
1
[H 2 CO 3 ]
= [Ca
2+ ][HO
− ]
2 .
[HCO
−
3 ][H 3 O + ]
[H 2 CO 3 ]
.
[CO
2−
3 ][H 3 O + ]
[HCO
−
3 ]
.
1
[Ca 2+ ][CO
2−
3 ]
.
1
[H 3 O + ][HO − ]
2
=
K ◦
4 K ◦
7 K ◦
8
K ◦
6 (K ◦
9 ) 2 .
Application numérique : K ◦
5 = 10 14,5 .
1.12 Utilisation du quotient de réaction
1. Nous dressons le tableau d’avancement relatif à la réaction étudiée, avec n 0 = 0,500 mol :
COBr 2 (g) = CO (g) + Br 2 (g)
EI/mol
n 0
0
0
EF/mol n 0 − ξ
ξ
ξ
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Exercices Corrigés
CHAPITRE 1 – TRANSFORMATION DE LA MATIÈRE
CH 3 COOH + F –
= CH 3 COO – + HF
EI/mol.L −1
c 1
c 2
0
0
EF/mol.L −1 c 1 − ξ /V
c 2 − ξ /V
ξ /V
ξ /V
et nous exprimons la constante d’équilibre K ◦ vérifiée dans l’état final (observation de l’équilibre chimique) :
K
◦
1 =
(ξ /V ) 2
(c 1 − ξ /V )(c 2 − ξ /V )
avec c 1 = 0,10 mol·L −1 et c 2 = 0,05 mol·L −1 . Cette équation permet le calcul de l’avancement volumique : ξ /V = 9,6.10 −3 mol·L −1 .
L’état final d’équilibre est donc décrit par les concentrations : [CH 3 COO − ] = [HF] = 9,6.10 −3 mol·L −1 ,
[CH 3 COOH] = 9,0.10 −2 mol·L −1 et [F − ] = 4,0.10 −2 mol·L −1 .
3. Nous dressons le tableau d’avancement relatif à la réaction étudiée (tableau en avancement volumique
ou en concentration, V désigne le volume de la solution) :
Ca(OH) 2 (s) = Ca 2+ + 2 HO –
EI/mol.L −1
excès
0
0
EF/mol.L −1 excès
ξ /V
2ξ /V
et nous exprimons la constante d’équilibre K ◦
4 vérifiée dans l’état final (observation de l’équilibre chimique) :
K
◦
4 = 4(ξ /V )
3 .
Cette équation permet le calcul de l’avancement volumique : ξ /V = 1, 16.10 −2 ≈ 1,2.10 −2 mol·L −1 .
L’état final d’équilibre est donc décrit par les concentrations : [Ca 2+ ] = 1,2.10 −2 mol·L −1 et [HO − ] =
2 × 1, 16.10 −2 ≈ 2,3.10 −2 mol·L −1 .
4. La réaction (5) mise en jeu dans la carbonatation du béton s’écrit :
(5)
Ca(OH) 2 (s) + H 2 CO 3 (aq)
=
CaCO 3 (s) + 2 H 2 O
La réaction (5) est une combinaison des réactions (4) et (6) à (9) : (5) = (4) + (7) + (8) − (6) − 2 × (9).
Il vient donc :
K
◦
5
=
1
[H 2 CO 3 ]
= [Ca
2+ ][HO
− ]
2 .
[HCO
−
3 ][H 3 O + ]
[H 2 CO 3 ]
.
[CO
2−
3 ][H 3 O + ]
[HCO
−
3 ]
.
1
[Ca 2+ ][CO
2−
3 ]
.
1
[H 3 O + ][HO − ]
2
=
K ◦
4 K ◦
7 K ◦
8
K ◦
6 (K ◦
9 ) 2 .
Application numérique : K ◦
5 = 10 14,5 .
1.12 Utilisation du quotient de réaction
1. Nous dressons le tableau d’avancement relatif à la réaction étudiée, avec n 0 = 0,500 mol :
COBr 2 (g) = CO (g) + Br 2 (g)
EI/mol
n 0
0
0
EF/mol n 0 − ξ
ξ
ξ
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