Remarque
L’eau ne joue pas le rôle de solvant dans cette réaction : il faut donc tenir
compte de son activité.
G r i l l a g e d e l a b l e n d e
Le principal minerai de zinc est le sulfure de zinc ZnS. Par la suite, on appellera
blende le sulfure de zinc ZnS. La préparation de zinc métallique à partir de blende se
fait en deux étapes. On s’intéresse ici à la première étape, qui consiste à préparer
l’oxyde de zinc ZnO par grillage de la blende.
La réaction de grillage est, à 298 K :
ZnS (s) +
3
2
O 2(g) = ZnO (s) + SO 2(g) , constante K
0
(T )
1. Exprimez K
0
(T ) de la réaction de grillage en fonction des activités des constituants.
2. Exprimez K
0
(T ) en fonction des paramètres suivants : p O 2 , p SO 2 (pressions partielles à l’équilibre), p
0 (pression de référence).
3. Exprimez K
0
(T ) en fonction des paramètres suivants : n O 2 , n SO 2 (quantités de
matière à l’équilibre), p
0 , P T , pression totale et n T , nombre de moles total dans l’état
gazeux.
S o l u t i o n
1. La constante K
0
(T ) de l’équilibre est : K
0
(T ) =
a ZnO (s)
éq
×
a SO 2(g)
éq
a ZnS (s)
éq
×
a O 2(g)
3/2
éq
.
Les constituants solides sont seuls dans leurs phases respectives, donc :
a ZnO (s)
éq
= 1 et
a ZnS (s)
éq
= 1. On en déduit : K
0
(T ) =
a SO 2(s)
éq
a O 2(s)
3/2
éq
.
2. L’activité d’un gaz (parfait) dans un mélange gazeux est le rapport de sa pression
partielle dans le mélange à la pression standard p
0 . On a donc :
K
0
(T ) =
p SO 2 ×
p
0
3/2
p O 2
3/2 × p 0
, soit K
0
(T ) =
p SO 2
p O 2
3/2 ×
p
0
1/2 .
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F I C H E 9 – É q u i l i b r e s c h i m i q u e s
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