Transformations totales ou limitées

CHAPITRE 4 : TRANSFORMATIONS TOTALES OU LIMITEES
REACTIONS ACIDO-BASIQUES
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Un acide est une entité chimique capable de libérer un proton H+. Une base est une entité chimique capable de
fixer un proton.
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Deux entités chimiques constituent un couple acide/base s'il est possible de passer de l'une à l'autre par perte ou
par gain d'un proton.
•
Une réaction acido-basique est caractérisée par un transfert de proton entre l'acide d'un couple acide/base
AH/A- et la base d'un autre couple BH+/B. Son équation chimique s'écrit:
AH + B → A- + BH+ ou AH + B = A- + BH+
LE PH
•
Le pH d'une solution aqueuse est lié à la concentration en ions
oxonium présents dans la solution par la relation :
pH = - log [H3O+] ⇔ [H3O+] = 10-pH
•
Le pH-mètre est un appareil permettant de mesurer le pH d'une
solution. (voir fiche technique 5 p 249)
Avancement volumique
Lorsqu’on étudie une réaction chimique en solution, il est souvent commode d’utiliser des concentrations plutôt que des
quantités de matière dans les tableaux descriptifs. L’avancement volumique y d’une réaction est le rapport de
l’avancement (molaire) x sur le volume V de la solution. Il s’exprime couramment en mol.L-1.
Le tableau descriptif se déduit alors du tableau classique en divisant tous les termes par le volume de la solution :
Equation de réaction
aA
Avancement volumique
Etat du système
→
bB
+
cC
Quantités de matière
Etat initial
0
[A]i
[B]i
[C]i
Instant t
y
[A]i – a.y
[B]i + b.y
[C]i + c.y
Etat final
yf
[A]i – a.yf
[B]i + b.yf
[C]i + c.yf
TRANSFORMATIONS TOTALES ET LIMITEES
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L'état d'équilibre d'un système chimique est atteint quand les concentrations des espèces présentes n'évoluent
plus. Il correspond à l'état final de la transformation.
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Si l'avancement à l'équilibre d'une réaction est inférieur à l'avancement maximal, alors la transformation associée
est limitée.
Si l'avancement à l'équilibre est approximativement égal à l'avancement maximal, la transformation est totale.
•
•
Le taux d'avancement final τ (ou à l'équilibre) d'une réaction est le
quotient de l'avancement final par l'avancement maximal:
xéq
yéq
τ=x
(ou τ = y
)
max
max
Si τ =1, la transformation associée est totale. Si τ < 1, la
transformation associée est limitée.
•
Une transformation limitée est décrite par deux réactions inverses se
produisant simultanément. L'équation chimique s'écrit alors avec un
signe =:
aA + bB = cC + dD
À l'équilibre, les réactions inverses se produisent à la même vitesse.
Compétences exigibles
- Définir un acide ou une base selon Brønsted.
- Ecrire l’équation de la réaction associée à une
transformation acido-basique et identifier dans
cette équation les deux couples mis en jeu.
- Connaître la définition du pH pour les solutions
aqueuses diluées.
- Être capable de mesurer la valeur du pH d’une
solution aqueuse avec un pH-mètre.
- Connaissant la valeur de la concentration et du
pH d’une solution d’acide, calculer l’avancement
final de la réaction de cet acide sur l’eau et le
comparer à l’avancement maximal.
- Connaître la définition du taux d’avancement
final et le déterminer à partir d’une mesure.