Chapitre 6
Fiche de révision
Évolution spontanée d'un système chimique
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Schémas
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Quotient de réaction et équilibre
Une transformation est non totale ou limitée si tous
les réactifs sont présents à la fin de la réaction. Le taux
d'avancement d'une réaction est égal à \tau=\frac{x_{\mathrm{f}}}{x_{\max }} :
Pour savoir si une transformation est totale ou non totale, il faut vérifier la présence de tous les réactifs et de tous les produits à l'état final.
L'état d'équilibre est caractérisé par le fait que deux réactions antagonistes se produisent simultanément, de telle sorte que les concentrations des réactifs et des produits restent constantes. Par convention, le caractère non total est symbolisé par une double flèche « \rightleftarrows ».
Le calcul du quotient de réaction Q_\text{r} permet de connaître le sens spontané d'évolution d'une transformation chimique en le comparant à la valeur de la constante d'équilibre K :
⚠️ Les espèces solides ou pour le solvant, celles-ci n‘interviennent pas dans l'expression de Q_\text{r}.
- si \tau = 1, alors la transformation est totale ;
- si \tau \lt 1, alors la transformation est non totale.
Pour savoir si une transformation est totale ou non totale, il faut vérifier la présence de tous les réactifs et de tous les produits à l'état final.
L'état d'équilibre est caractérisé par le fait que deux réactions antagonistes se produisent simultanément, de telle sorte que les concentrations des réactifs et des produits restent constantes. Par convention, le caractère non total est symbolisé par une double flèche « \rightleftarrows ».
Le calcul du quotient de réaction Q_\text{r} permet de connaître le sens spontané d'évolution d'une transformation chimique en le comparant à la valeur de la constante d'équilibre K :
a \text{A(aq)}+b \text{B(aq)} \rightleftarrows c \text{C(a q)}+d \text{D(aq)}
Q_{r}=\frac{\left(\frac{[\mathrm{C}]}{c^{\circ}}\right)^{\mathrm{c}} \cdot\left(\frac{[\mathrm{D}]}{\mathrm{c}^{o}}\right)^{\mathrm{d}}}{\left(\frac{[\mathrm{A}]}{c^{\circ}}\right)^{\mathrm{a}} \cdot\left(\frac{[\mathrm{B}]}{\mathrm{c}^{o}}\right)^{\mathrm{b}}}
Q_{r}=\frac{\left(\frac{[\mathrm{C}]}{c^{\circ}}\right)^{\mathrm{c}} \cdot\left(\frac{[\mathrm{D}]}{\mathrm{c}^{o}}\right)^{\mathrm{d}}}{\left(\frac{[\mathrm{A}]}{c^{\circ}}\right)^{\mathrm{a}} \cdot\left(\frac{[\mathrm{B}]}{\mathrm{c}^{o}}\right)^{\mathrm{b}}}
⚠️ Les espèces solides ou pour le solvant, celles-ci n‘interviennent pas dans l'expression de Q_\text{r}.
| État d'équilibre \bm{Q}_\bold{r} \bm{= K(T)} | État hors équilibre \bm{Q}_\bold{r} \bm{≠ K(T)} |
|---|---|
| Pas d'évolution | Le système évolue spontanément :
• si Q_\text{r} \lt K(T) en sens direct • si Q_\text{r} \gt K(T) en sens indirect |
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Piles
Une pile produit de l'électricité à partir d'une réaction d'oxydoréduction qui met en jeu un échange d'électrons.
Composition d'une pile :
- anode (oxydation)
- cathode (réduction)
- pont salin
- électrolyte
Tension à vide : E
Capacité électrique : Q_{\max}=I \cdot \Delta t=n_{\mathrm{e}} \cdot F
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