document prof sur l'aspect quantitatif de l'équilibre chimique FINAL Joine

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Mode de lecture du document
Lorsqu’il s’agit d’une indication pour moi en tant qu’enseignante (la plupart du temps des
questions que je pose oralement), le texte est dans une police différente, encadré et dispose
à sa gauche du dessin d’un enseignant :
Petite remarque ou question de ma part
En orange se trouvent les réponses aux questions que les élèves devront compléter dans leurs
notes.
Dans les résolutions d’exercices, les données sont soulignées dans le tableau. En classe,
j’utiliserai des couleurs différentes au tableau.
Un triangle « microscopique-macroscopique-symbolique » est utilisé lors des changements de
partie de cours afin que les élèves sachent à quel niveau nous nous trouvons.

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L’équilibre chimique : approche quantitative
1) Introduction : Rappels et mise au point
Fait oralement et au tableau
Quels types de réactions avons-nous déjà vues ?
Définissez une réaction incomplète
À quoi ressemblerait un graphique du nombre de moles de réactifs en fonction du
temps pour une réaction incomplète ?
Est-ce pour cela que plus rien ne se passe dans le récipient où se trouvent les réactifs
et produits ? Qu’est ce qui caractérise ce type de réaction ?
Comment prévoir qu’une réaction sera équilibrée ?
Un système équilibré signifie-t-il qu’il y a la même quantité de réactifs que de
produits ?
Il existe des réactions qui sont dites complètes, incomplètes et impossibles.
Au cours d’une réaction incomplète, aucun réactif ne réagit complètement. Le
nombre de moles de réactifs au cours du temps n’atteindra donc jamais une valeur
nulle :
de boeck
Ces réactions incomplètes sont aussi appelées des réactions à l’équilibre :
- Les propriétés macroscopiques restent constantes
- Pour rester à l’équilibre, le système doit être isolé
- En réalité, microscopiquement, deux réactions inverses se déroulent à
vitesse égale. C’est pourquoi on appelle ce système un « système chimique
à l’état d’équilibre dynamique »
Rappel de la vidéo au niveau microscopique
introducing-chemical-equilibrium-englishgood.mp4
Deux facteurs permettent de déterminer le type de réaction :
de boeck

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Un système équilibré signifie-t-il qu’il y a la même quantité de réactifs que de
produits ?
Voici une métaphore intéressante :
http://sciences-chouvin.jimdo.com/ts-ancien/chimie/chimie-5-l-équilibre-chimique/
Deux îles sont séparées par un pont. Le nombre de voitures sur un même temps qui
part de Clio pour aller vers Calipso est égal au nombre de voitures qui part de Calipso
pour aller vers Clio. (La vitesse de départ de Clio vers Calipso est donc la même que
celle des départ de Calipso vers Clio)
Y-a-t-il bien un état d’équilibre ? Oui
Cet équilibre est-il dynamique ? Oui, les voitures vont dans les deux sens
Cela signifie-t-il pour autant que le nombre de voitures sur chaque île est le même ?
Non, il peut y avoir plus de voitures à Clio par exemple. Mais ce nombre restera
constant car le nombre de voitures qui part de Clio est égal au nombre de voitures
qui arrive à Clio.

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2) Mise en situation : l’hémoglobine
Idée issue de « http://www.enseignons.be/upload/secondaire/chimie/chimie-5e-1h-equilibre-reactionnel-version-
eleve.doc » et « testmonlab.weebly.com/uploads/8/4/3/5/.../chapitre_3_preuve_2_sol.pdf ».
http://nanotechnologies.tpe.free.fr/nanorobots.html
Lorsque nous respirons, l’oxygène entre dans nos poumons et passe dans les capillaires afin de rentrer
en contact avec les globules rouges du sang. Ces globules rouges contiennent de l’hémoglobine (Hb)
qui va réagir avec cet oxygène (O2) pour le fixer selon cette réaction :
Hb + O2 → HbO2
(En réalité, l’hémoglobine peut charger 4 oxygènes)
Question : L’équation est-elle pondérée correctement ? « Oui »
Lorsque l’hémoglobine chargée en oxygène arrive au niveau des tissus, elle va donner à ceux-ci son
oxygène selon la réaction :
HbO2 → Hb + O2
Nous voyons ainsi que la réaction de l’oxygène avec l’hémoglobine est une réaction réversible.
Le système hémoglobine-oxygène est en réalité un système à l’équilibre :
Que signifient les deux flèches de même longueur mais de sens différent ?
Cela signifie que les deux réactions se déroulent en même temps, dans des sens
opposés et à la même vitesse. La réaction HbO2 → Hb + O2 se fait à la même vitesse
que la réaction Hb + O2→ HbO2
Pourquoi dans ce cas, la réaction vers la formation de HbO2 semble se faire
préférentiellement dans les poumons et inversement dans les tissus ?

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 Situation 1 : dans les poumons
Modifié à partir de : http://fr.dreamstime.com/photos-libres-de-droits-structure-d-h%C3%A9moglobine-humaine-image34873928
Lorsque les globules rouges arrivent au niveau des poumons qui sont chargés en oxygène,
l’équilibre réagit à l’augmentation du réactif et se déplace alors vers la droite, c’est-à-dire que
l’hémoglobine va réagir avec l’oxygène pour former HbO2. C’est ainsi que l’oxygène est fixé sur
les globules rouges.
testmonlab.weebly.com/uploads/8/4/3/5/.../chapitre_3_preuve_2_sol.pdf
 Situation 2 : dans les tissus
http://doc.doc.pagesperso-orange.fr/physio.htm
Les tissus sont des zones pauvres en oxygène puisqu’ils l’ont utilisé. L’équilibre réagit à la
diminution de la concentration en un réactif, l’oxygène et se déplace vers la gauche c’est-à-
dire vers la transformation de l’hémoglobine chargée en oxygène (HbO2) en Hb + O2. C’est ainsi
que les tissus reçoivent l’oxygène dont ils ont besoin.
testmonlab.weebly.com/uploads/8/4/3/5/.../chapitre_3_preuve_2_sol.pdf