Équilibre Chimique

Étude de quelques transformations chimiques modélisées par des réactions acido-basiques

Action du chlorure d’hydrogène sur l’eau

On introduit $\pu{0,010 mol}$ de chlorure d’hydrogène $\ce{HCl (g)}$ dans $\pu{1,0 L}$ d’eau. On mesure le pH de la solution ainsi formée et on obtient : $\mathrm{pH} = \pu{2,0}$.
On fait l’hypothèse que la transformation de dissolution est totale.

  • La transformation due à la réaction chimique entre le chlorure d’hydrogène solubilisé et l’eau est-elle totale ?

Solution

$$ \ce{HCl (aq) + H2O –> Cl^- (aq) + H3O^+} $$

État Avancement $\ce{HCl}$ $+$ $\ce{H2O}$ $\ce{–>}$ $\ce{Cl^-}$ $\ce{H3O^+}$
Initial $0$ $n_i(\ce{HCl})$ excès $0$ $0$
Intermédiaire $x$ $n_i(\ce{HCl}) - x$ excès $x$ $x$
Final $x_f$ $n_i(\ce{HCl}) - x_f$ excès $x_f$ $x_f$
Final hypo. $x_{max}$ $n_i(\ce{HCl}) - x_{max}$ excès $x_{max}$ $x_{max}$
  • $n_i(\ce{HCl}) - x_{max} = 0 \iff x_{max} = n_i(\ce{HCl})$
    $x_{max} = \pu{0,010 mol}$

  • $x_f = n_f(\ce{H3O^+}) = C^o \cdot V \cdot 10^{-\mathrm{pH}}$ puisque $\mathrm{pH} = -\log \dfrac{[\ce{H3O^+}]_f}{C^o}$ avec $C^o = \pu{1,00 mol.L-1}$.
    $x_f = \pu{1,00 mol.L-1} \times \pu{1,0 L} \times 10^{—2,0} = \pu{0,010 mol}$.

En conclusion, $x_f = x_{max}$ ; la transformation chimique est totale.

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