Chimie IV : Quotient de réaction

I ) Définition :I ) Définition :

1. Expression littérale :

On considère un système chimique susceptible de subir une transformation modélisée par la réaction d’équation :aA(aq) + bB(aq) = cC(aq) + dD(aq).Les réactifs et les produits sont en solution aqueuse.Dans un état donné de l’évolution du système, le quotient de réaction est défini par :

Chimie IV : Quotient de réaction

I ) Définition :I ) Définition :

1. Expression littérale :

ba

dc

rBA

DCQ

][][

][][

Le quotient de réaction est un nombre sans dimension.Même quand il est réactif, le solvant ( l’eau ) est représenté dans le quotient de réaction par le chiffre 1.

Quand un réactif ou un produit est un solide, il est représenté dans le quotient de réaction par le chiffre 1.

Chimie IV : Quotient de réaction

I ) Définition :I ) Définition :

2. Transformations inverses :

Question: Etablir l ’équation chimique inverse de la réaction précédente . Quelle est l ’expression de son quotient de réaction ?

cC(aq) + dD(aq) = aA(aq) + bB(aq)

dc

ba

inverserDC

BAQ

][][

][][

rQ

1

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I ) Définition :I ) Définition :

2. Transformations inverses :

Les quotients de réaction de deux réactions inverses sont inverses l ’une de l ’autre

Chimie IV : Quotient de réaction

I ) Définition :I ) Définition :

2. Transformations inverses :

•Vérification expérimentale

Réaction de précipitation de l ’iodate d ’argent :

Réaction de dissolution de l ’iodate d ’argent :

IO3-(aq ) + Ag+

(aq) = AgIO3 (s)

AgIO3 (s) = IO3-(aq ) + Ag+

(aq)

7

31 10

]].[[

1 AgIOQr

732 10]].[[ AgIOQr

Chimie IV : Quotient de réaction

I ) Définition :I ) Définition :

3. Influence de l ’avancement :

•TP : réaction entre l ’acide éthanoïque et l ’eau Ci = 10-3mol.L-1

A l ’équivalence : xeq / V = 1,2.10-4 mol.L-1

Donc :

HCOCHCOCHOH

Q eqr23

233,

. 510.63,1.

V

xC

V

x

V

x

eqi

eqeq

Chimie IV : Quotient de réaction

I ) Définition :I ) Définition :

3. Influence de l ’avancement :

•TP : réaction entre l ’acide éthanoïque et l ’eau Ci = 10-3mol.L-1

Mais dans un état intermédiaire : x / V = 0,6.10-4 mol.L-1

On trouve :

HCOCHCOCHOH

Qr23

233 . 610.8,3.

V

xC

Vx

Vx

i

Qr dépend donc de l ’avancement de la réaction

Chimie IV : Quotient de réaction

II ) Etat d ’équilibre :II ) Etat d ’équilibre :

1. Quotient de réaction à l ’état d ’équilibre:

•TP :

On constate que pour une transformation donnée , le quotient de réaction à l ’équilibre est constant ( quelque soit les concentrations initiales . )

Acide éthanoïque avec l ’eau : Qr,eq = 1,8.10-5

Acide benzoïque avec l ’eau : Qr,eq = 6,3.10-5

Acide méthanoïque avec l ’eau : Qr,eq = 1,8.10-4

Chimie IV : Quotient de réaction

II ) Etat d ’équilibre :II ) Etat d ’équilibre :

1. Quotient de réaction à l ’état d ’équilibre:

•Définition :

On considère un système chimique susceptible de subir une transformation modélisée par la réaction d’équation :

aA(aq) + bB(aq) = cC(aq) + dD(aq).Les réactifs et les produits sont en solution aqueuse.

A l ’état d ’équilibre , on définit la constante de réaction K telle que :

Chimie IV : Quotient de réaction

II ) Etat d ’équilibre :II ) Etat d ’équilibre :

1. Quotient de réaction à l ’état d ’équilibre:

•Définition :

beq

aeq

deq

ceq

eqrBA

DCQK

][][

][][

,

Cette constante ne dépend que de la température

Chimie IV : Quotient de réaction

II ) Etat d ’équilibre :II ) Etat d ’équilibre :

2. Relation entre K et eq

•TP :

eq dépend donc de la constante de réaction

Ci =2.10-3

Acide éthanoïque avec l ’eau : K = 1,8.10-5 ; eq =10%Acide méthanoïque avec l ’eau : K = 1,8.10-4 ; eq =32%

•Rappel :

eq dépend des concentrations initiales

Chimie IV : Quotient de réaction

Pour jeudi 5 décembre :

Exercices :

15 p 8516 p 85

Pour Mardi 10 décembre :

22 p 87

24 p 87

Avancement volumiqueCH3CO2H+H2O=CH3CO2-+H3O

+

E.I 1.0LmolCi solvant 0 0

V

xCi - x/V x/V x/V

E.F V

xeqCi – xeq / V xeq/V xeq/V