Réalisation d'une pile électrochimique

 Publié le January 18, 2021  |  14 minutes  |  2775 mots  |  David Latreyte

Transfert spontané direct d’électrons Manipulations Dans deux tubes à essais, notés 1 et 2, verser quelques mL de solution aqueuse décimolaire de sulfate de cuivre (II) ; Dans le tube n°2, ajouter une pointe de spatule de poudre de zinc ; Boucher le tube à essais et agiter. Laisser décanter ; Filtrer le contenu du tube n°2 et noter la teinte de la limaille de zinc ; Comparer la teinte du tube n°1 (tube témoin) et du filtrat ; Ajouter dans les deux tubes quelques gouttes de soude (solution d’hydroxyde de sodium molaire) ; Observer. [Lire]
Pile  Pont salin  Oxydoréduction  Transfert direct d'électrons  Transfert indirect d'électrons  Capacité d'une pile  Anode  Cathode  Pont salin 

Les différentes raisons pour lesquelles un système chimique n'évolue pas

 Publié le January 15, 2021  |  3 minutes  |  589 mots  |  David Latreyte

Lors de sa constitution, un système chimique peut évoluer ou rester dans l’état initial. L’objectif de ce document est de comprendre que l’absence d’évolution peut correspondre à des situations très diverses. Documents Des évolutions trop limitées Certaines des réactions chimiques que l’on peut envisager pour un système ne peuvent pas être observées, car leur constante d’équilibre est bien trop petite. La réaction entre les ions zinc (II) et le cuivre dont l’équation s’écrit : $$\ce{ Cu (s) + Zn^{2+} (aq) <=> Cu^{2+} (aq) + Zn(s) }$$ Sa constante d’équilibre $K$ vaut $5. [Lire]
Quotient de réaction  Constante d'équilibre  Taux d'avancement final  Cinétique chimique  Blocage cinétique 

Une transformation chimique n'est pas toujours totale

 Publié le January 9, 2021  |  5 minutes  |  1039 mots  |  David Latreyte

Objectifs Mesurer le pH de différentes solutions. Effectuer des dilutions. Déterminer si des transformations chimiques sont totales ou limitées. Documents Concentration molaire apportée en soluté La concentration molaire apportée en soluté est la quantité de matière de soluté dissoute par unité de volume de solution. Elle est notée $C$ et s’exprime généralement en $\pu{mol.L-1}$. $$ C = \dfrac{n \left( \text{soluté dissous} \right)}{V \left( \text{solution}\right)} $$ Concentration molaire effective en espèces dissoutes Pour chaque espèce chimique $X$ dissoute en solution, la concentration molaire effective en espèce dissoute est la quantité de matière de cette espèce effectivement en solution par unité de volume. [Lire]
Tableau d'avancement  Transformation totale  Transformation limitée  Avancement 

Recherche d'un réactif limitant à l'aide d'un programme écrit en Python

 Publié le January 9, 2021  |  2 minutes  |  344 mots  |  David Latreyte

On réalise l’oxydation des ions fer II $\ce{Fe^{2+} (aq)}$ par des ions permanganate $\ce{MnO4^- (aq)}$ en milieu acide. Les couples oxydant/réducteur mis en jeu sont : $\ce{Fe^{3+}/Fe^{2+}}$ et $\ce{MnO4^-/Mn^{2+}}$. Montrer que l’équation de la réaction s’écrit : $$ \ce{5 Fe^{2+} (aq) + MnO4^- (aq) + 8 H^+ –> 5 Fe^{3+} (aq) + Mn^{2+} (aq) + 4 H2O } $$ On met en présence $\pu{10 mL}$ d’une solution de permanganate de potassium à la concentration $\pu{0,03 mol. [Lire]
Python  Mélange initial stœchiométrique  Tableau d'avancement  Réactif limitant 

Invariance de la valeur du quotient de réaction dans l'état d'équilibre

 Publié le January 9, 2021  |  3 minutes  |  460 mots  |  David Latreyte

Objectif Après avoir défini le quotient de réaction, l’objectif est de démontrer que, lorsque la transformation chimique est non totale, ce quotient de réaction prend une valeur unique dans l’état d’équilibre, quel que soit l’état initial de la transformation. Quotient de réaction associé à une réaction chimique acide-base modélisant une transformation chimique non totale Le quotient de réaction associé à la réaction $$ \ce{ AH (aq) + H2O <=> A- (aq) + H3O+} $$ a pour expression, dans un état quelconque de la transformation, $$ Q_r = \dfrac{ \left( \dfrac{[\ce{A-}]}{C^o} \right) \cdot \left( \dfrac{[\ce{H3O+}]}{C^o} \right)}{ \left( \dfrac{[\ce{AH}]}{C^o} \right)} $$ où $C^o = \pu{1,00 mol. [Lire]

Quotient de réaction et constante d'équilibre

 Publié le January 9, 2021  |  7 minutes  |  1299 mots  |  David Latreyte

Quotient de réaction Introduction Le quotient de réaction $Q_r$ est une grandeur qui caractérise un système chimique dans un état donné. L’évolution de sa valeur au cours de la transformation renseigne sur l’évolution du système chimique étudié. Le quotient de réaction calculé dans deux états différents du système aura deux valeurs différentes à moins que ces deux états ne soient des états d’équilibre. Expression de $Q_r$ dans le cas de systèmes chimiques uniquement constitués d’espèces dissoutes Le quotient de réaction $Q_r$ de la réaction d’équation chimique $$ \ce{ \alpha{} A (aq) + \beta B (aq) <=> \gamma C (aq) + \delta D (aq)} $$ a pour expression, lorsque toutes les espèces sont dissoutes dans la solution $$ Q_r = \dfrac{\left( \dfrac{[{C}]}{C^o} \right)^\gamma \cdot \left( \dfrac{[{D}]}{C^o} \right)^\delta}{\left( \dfrac{[{A}]}{C^o} \right)^\alpha \cdot \left( \dfrac{[{B}]}{C^o} \right)^\beta} $$ avec $C^o = \pu{1,00 mol. [Lire]
Quotient de réaction  Constante d'équilibre  Taux d'avancement final 

Sens d'évolution spontané d'un système chimique

 Publié le January 7, 2021  |  8 minutes  |  1524 mots  |  David Latreyte

Rappel : quotient de réaction Le quotient de réaction est une grandeur dont la valeur dépend de l’état du système considéré. L’expression du quotient de réaction dépend de l’écriture de l’équation de la réaction. La valeur du quotient de réaction dans l’état d’équilibre est indépendante des conditions initiales choisies pour la transformation. Cette valeur ne dépend que de la température. On appelle constante d’équilibre associée à une réaction chimique la valeur du quotient de réaction dans l’état d’équilibre de la transformation modélisée par la réaction chimique. [Lire]
Quotient de réaction  Constante d'équilibre  Critère d'évolution spontanée 

Équilibre Chimique

 Publié le January 7, 2021  |  10 minutes  |  2081 mots  |  David Latreyte

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 ? [Lire]
Transformation chimique totale  Transformation chimique limitée  Transformation chimique non totale  Taux d'avancement final 

Bilan quantitatif des transformations chimiques

 Publié le January 5, 2021  |  10 minutes  |  2053 mots  |  David Latreyte

Évolution d’un système chimique Un système évolue chimiquement s’il existe (au moins) une réaction chimique en son sein. Cette réaction chimique nécessite la présence de réactifs — espèces chimiques capables de réagir entre elles — et s’effectue selon les proportions données par les nombres stœchiométriques qui apparaissent dans l’équation de la réaction. Il se forme alors un ou plusieurs produits, dans les proportions données par les nombres stœchiométriques. Un système chimique évolue tant que les quantités de matière des réactifs (et donc des produits) changent macroscopiquement. [Lire]
Tableau d'avancement  Transformation totale  Transformation limitée  Avancement 

Transformations chimiques, exercices de révision

 Publié le January 5, 2021  |  4 minutes  |  659 mots  |  David Latreyte

Arbre de Diane Vidéo de l’expérience : https://youtu.be/j6vWJipXees On plonge de la tournure de cuivre dans une solution de nitrate d’argent contenant des ions argent $\ce{Ag^+ (aq)}$. La solution initialement incolore devient bleue et il se forme un dépôt d’argent $\ce{Ag (s)}$. La température et la pression sont celles du laboratoire. Décrire le système à l’état initial. Réponse Cuivre $\ce{Cu}$ solide ; Ions argent $\ce{Ag^+}$ en solution ; Ions nitrate $\ce{NO3^- }$ en solution ; Solvant : $\ce{H2O}$ ; Pression atmosphérique ; Température du laboratoire. [Lire]
Tableau d'avancement  Transformation totale  Transformation limitée  Avancement