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Evolution spontanée d'un système chimique - Fiche de cours

1. Etat d'équilibre d'un système

a. Transformation non totale Lorsqu'une transformation chimique n'est pas totale (ou limitée), il y a coexistence des réactifs et des produits à l'état final. A l'état final d'une réaction limitée, les réactifs et les produits se retrouvent ensemble et la réaction s'effectue dans les 2 sens. - sens direct : c. Taux d'avancement On définit le taux d'avancement d'une réaction chimique par le rapport :

τ=xf

xmaxxfavancement final (mol) xmaxavancement maximal (mol)

Lorsque

τ≈1la réaction est totale sinon elle est limitée.

2. Sens d'évolution spontanée

a. Quotient de réaction Qr

Soit la réaction chimique : aA+bB

Le quotient de réaction est défini par :

Qr=[C]c⋅[D]d

[A]a⋅[B]b b. Constante d'équilibre K La constante d'équilibre est définie comme le quotient de réaction à l'équilibre :

K=QrfLorsque K > 104 la réaction est considérée totale.c. Sens d'évolution d'une réaction chimique

- Qr = K : la réaction est à l'équilibre ; le système n'évolue pas - Qr < K la réaction évolue spontanément dans le sens direct - Qr > K la réaction évolue spontanément dans le sens indirect

3. Pile électrochimique

a. Composants d'une pile

Une pile est constituée par :

- une anode siège d'une oxydation (borne négative) - une cathode siège d'une réduction (borne positive) b. Conditions d'usure d'une pile Lorsqu'une pile est en fonctionnement, un équilibre chimique peut se produire avec Qr =K ; la pile est alors qualifiée d'usée. 1/2

Evolution spontanée d'un système chimique - Fiche de coursPhysique - Chimie Terminale Générale - Année scolaire 2020/2021

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4. Grandeurs caractéristiques d'une pile

a. Tension à vide Lorsque la pile ne fournit pas de courant électrique, on mesure la tension à vide dit force électromotrice E. b. Capacité électrique Qm La capacité d'une pile est la charge électrique maximale qu'elle peut

fournir et dépend de la quantité d'électrons circulant entre ses électrodes.Qmax=N(e-).NA.e(unité en C) avec NA=6,02.1023mol-1c. Durée de fonctionnement  t

En supposant que la pile débite un courant constant I, alors :

Δt=Qmax

IQmaxen Coulomb (C)

Ien Ampère (A)

Δten seconde (s)

2/2