i
i
“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 69 — #77
i
i
i
i
i
i
Exercices Corrigés
CORRIGÉS
1.14 Équilibre, réaction totale
1. Lorsque l’équilibre est établi, la constante d’équilibre est vérifiée et la pression en dioxyde de carbone
à l’équilibre est donnée par p
eq
CO 2
= 0,20 bar. La relation :
p
eq
CO 2
=
n
eq
CO 2
RT
V
permet de calculer la quantité de matière en dioxyde de carbone n
eq
CO 2
dans l’enceinte.
Application numérique : n
eq
CO 2
= 2,2.10 −2 mol.
2. Nous étudions la situation pour laquelle n < n
eq
CO 2
. Le quotient de réaction initial lors de l’introduction
du carbonate de calcium solide dans l’enceinte est égal à zéro, il est inférieur à la constante d’équilibre :
le système évolue naturellement dans le sens de formation des produits (sens →). Comme la quantité de
matière introduite n’est pas suffisante pour que l’équilibre puisse s’établir, la réaction est une réaction
totale. Le système contient en fin d’évolution n mol d’oxyde de calcium CaO et n mol de dioxyde de
carbone gazeux. Il n’y a pas de CaCO 3 (s).
3. Nous étudions la situation pour laquelle n > n
eq
CO 2
. Le quotient de réaction initial lors de l’introduction
du carbonate de calcium solide dans l’enceinte est égal à zéro, il est inférieur à la constante d’équilibre :
le système évolue naturellement dans le sens de formation des produits (sens →). Comme la quantité de
matière introduite est suffisante pour que l’équilibre puisse s’établir, la réaction aboutit à un équilibre
chimique. Le système en fin d’évolution contient n
eq
CO 2
mol de dioxyde de carbone gazeux, n
eq
CO 2
mol
d’oxyde de calcium CaO et n − n
eq
CO 2
mol de carbonate de calcium CaCO 3 .
4. Lorsque n < n
eq
CO 2
, la pression dans l’enceinte s’écrit :
p =
nRT
V
= f (n)
qui est une droite croissante. Lorsque n > n
eq
CO 2
, la pression dans l’enceinte s’écrit :
p = p
eq
CO 2
=
n
eq
CO 2
RT
V
qui est une droite horizontale.
69