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Chimie · Glossaire

Qu'est-ce que « État d’équilibre, réaction quantitative » ?

Aussi appelé : etat d'equilibre · reaction quantitative

Définition 7.21 Chimie universitaire — 1re année · Chapitre 7 — Décrire un système chimique : avancement, activités, Q et K

L’état final est un état d’équilibre lorsque toutes les espèces de la réaction sont présentes et que Q=K∘Q = K^\circ. La réaction est quantitative (ou totale) lorsque, à l’état final, le réactif limitant a pratiquement disparu, ξf≈ξmax⁡\xi_f \approx \xi_{\max} ; c’est le cas lorsque K∘K^\circ est très grande.

À gauche : le quotient de CO + H2O <=> CO2 + H2 croît avec l’avancement et atteint K une seule fois (problème du week-end). À droite : pour CaCO3(s) <=> CaO(s) + CO2(g) dans un récipient fermé de 10\, L, Q = p_ CO2/p croît avec ; avec 0.050\, mol de carbonate, il atteint K = 0.20 (équilibre), avec 0.010\, mol le carbonate est épuisé avant et l’état final n’est pas un équilibre. À gauche : le quotient de CO + H2O <=> CO2 + H2 croît avec l’avancement et atteint K une seule fois (problème du week-end). À droite : pour CaCO3(s) <=> CaO(s) + CO2(g) dans un récipient fermé de 10\, L, Q = p_ CO2/p croît avec ; avec 0.050\, mol de carbonate, il atteint K = 0.20 (équilibre), avec 0.010\, mol le carbonate est épuisé avant et l’état final n’est pas un équilibre.
À gauche : le quotient de CO+HX2O⇌COX2+HX2\ce{CO + H2O <=> CO2 + H2} croît avec l’avancement et atteint K∘K^\circ une seule fois (problème du week-end). À droite : pour CaCOX3(s)⇌CaO(s)+COX2(g)\ce{CaCO3(s) <=> CaO(s) + CO2(g)} dans un récipient fermé de 10 L10\,\mathrm{L}, Q=pCOX2/p∘Q = p_{\ce{CO2}}/p^\circ croît avec ξ\xi ; avec 0.050 mol0.050\,\mathrm{mol} de carbonate, il atteint K∘=0.20K^\circ = 0.20 (équilibre), avec 0.010 mol0.010\,\mathrm{mol} le carbonate est épuisé avant et l’état final n’est pas un équilibre.

Exemples

Exemple 7.24 (Une réaction quantitative)

Pour A+B⇌C+D\mathrm{A + B \rightleftharpoons C + D} en solution avec [A]0=[B]0=0.10 mol/L[\ce{A}]_0 = [\ce{B}]_0 = 0.10\,\mathrm{mol}/\mathrm{L} et K∘=106K^\circ = 10^6 : en supposant la réaction totale, [C]=[D]=0.10[\ce{C}] = [\ce{D}] = 0.10 ; alors 0.102/ε2=1060.10^2/\varepsilon^2 = 10^6 donne ε=1.0×10−4 mol/L\varepsilon = 1.0 \times 10^{-4}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}, soit 0.1 % de la quantité initiale : l’hypothèse est justifiée.

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