Chimie
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Etat d'équilibre d'un système chimique I ) Quotient de réaction Qr :
1) Définition : réaction d'équation : aA(aq) + bB(aq) = cC(aq) + dD(aq) le quotient de la réaction Qr est défini par : Qr = [C]c.[D]d / ( [A]a.[B]b )
* Dans cette relation, on n'indique que les espèces dissoutes en solution, ce qui exclut les solides, les précipités, les gaz non dissous et le solvant souvent l'eau.
Les concentrations des espèces en solution s'expriment en mol.L-1, mais Qr est une grandeur sans dimension (s'exprime sans unité).
* Si l'on écrit l'équation dans l'autre sens, son quotient de réaction est l'inverse du précédent. cC(aq) + dD(aq) = aA(aq) + bB(aq) ; Qr' = ( [A]a.[B]b ) / [C]c.[D]d = 1 / Qr
* Exemples :
CH3—COOH(aq) + NH3(aq) = CH3—COO-(aq) + NH4+(aq)
Qr = ([CH3-COO-(aq)].[NH4+(aq)])/( [CH3-COOH(aq)].[NH3(aq)])
HCOOH(aq) + H2O(l) = HCOO-(aq) + H3O+(aq) Qr = ([HCOO-(aq)].[H3O+])/ [HCOOH(aq)]
2S2O32-(aq) + I2(aq) = S4O62-(aq) + 2I-(aq) Qr = ([S4O62-(aq)].[I-(aq)]2) / ([S2O32-(aq)]2.[I2(aq)])
Cu2+(aq) + 2 HO- (aq) = Cu(HO)2(s) Qr = 1 / ([Cu2+(aq)].[HO-(aq)]2)
Zn(s) + Cu2+(aq) = Zn2+(aq) + Cu(s) Qr = [Zn2+(aq)] / [Cu2+(aq)]
II) Quotient de réaction dans l'état d'équilibre :
1) Définition :
Le quotient de réaction dans l'état d'équilibre, noté Qréq, est la valeur que prend le quotient de réaction lorsque l'état d'équilibre du système chimique est atteint.
A l'équilibre, les concentrations des espèces en solution ne varient plus.
Elles peuvent alors être déterminées par des méthodes chimiques ou physiques déjà évoquées (dosages, pH-métrie, conductimétrie, spectrophotométrie,...).
2) Détermination de Qréq par conductimétrie :
Le conductimètre permet de mesurer la conductance G, exprimée en siemens (S), de l'électrolyte ou directement la conductivité σ, exprimée en S.m-1. G = 1/ R = I /U
G = σ . S / d avec S : surface des électrodes ; d : écartement des