Quotient de réaction
Introduction
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Le quotient de réaction $Q_r$ est une grandeur qui caractérise un système chimique dans un état donné.
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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 $C^o = \pu{1,00 mol.L-1}$.
$Q_r$ est une grandeur sans dimension.
Soit l’équation de la réaction d’oxydation des ions thiosulfate $\ce{S2O3^{2-}}$ par le diiode $\ce{I2}$. Il se forme des ions tetrathionate $\ce{S4O6^{2-}}$ et des ions iodure $\ce{I-}$.
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Sens d'évolution spontané d'un système chimique
Publié le January 7, 2021
| 8 minutes
| 1524 mots
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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.
Évolution spontanée d’un système chimique
Analyse d’une réaction d’oxydoréduction
On dispose de deux solutions aqueuses. La solution (1) contient des ions fer (II) $\ce{Fe^{2+} (aq)}$ et des ions fer (III) $\ce{Fe^{3+} (aq)}$, en concentrations $[\ce{Fe^{2+}}]=[\ce{Fe^{3+}}] = \pu{0,10 mol.L-1}$.
La solution (2) contient des ions iodure $\ce{I^- (aq)}$ et du diiode $\ce{I2 (aq)}$, en concentrations $[\ce{I^-}] = \pu{1,0 mol.L-1}$ et $[\ce{I2}] = \pu{1,0e-3 mol.L-1}$.
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