Chap 041 Sens dévolution spontanée dun système chimique
Microsoft Word - Chap 04 1 Sens d'évolution spontanée d'un système chimique - Exos Cours Author: Eric Created Date: 12/6/2020 10:25:32 AM
1 Evolution spontan ee et etat nal - gallandffreefr
Equilibre chimique; optimisation d’un proc ed e chimique But: caract eriser l’ evolution d’un syst eme chimique et d eplacer l’ equilibre obtenu pour : â optimiser un proc ed e de synth ese d’un produit (cf rendement); â minimiser la formation d’un produit secondaire ind esirable 1 Evolution spontan ee et etat nal
CHAPITRE 9 : ETAT D’ EQUILIBRE ET EVOLUTION D’UN SYST EME
III Crit ere d’ evolution spontan ee Introduction • D’une fa˘con g en erale, un syst eme evolue spontan ement vers un etat d’ equilibre • La valeur du quotient de r eaction dans l’ etat initiale Q r;i va donc petit- a-petit s’ajuster au cours de la r eaction jusqu’ a atteindre sa valeur nale qui est celle de Q r; eq (ou de K)
Transformations forc´ees - cours, examens
L’´evolution spontan´ee du syst`eme lib`ere de l’´energie ´electrique Est-il possible d’inverser le sens d’´evolution du syst`eme chimique en fournissant de l’´energie ´electrique? 2 Transformations forc´ees Exp´erience : dans un ´electrolyseur, on met de l’eau rendue conductrice par ajout d’acide sulfurique;
Potentiel Chimique
L’ energie potentielle d ecroit donc lors de l’ evolution spontan ee du syst eme m ecanique et est minimum a l’ equilibre L’ energie potentielle est alors appel e potentiel m ecanique du syst eme A l’ equilibre : dEp dx (xeq) = 0 et d2Ep dx2 (xeq) = K >0 P Ribi ere (Coll ege Stanislas) Potentiel Chimique Ann ee Scolaire 2016/2017
Mod´eliser des transformations d’acide-base par transferts d
Le syst`eme chimique est dans son´etat d’´equilibre si les deux valeurs sont ´egales D´eterminer le sens d’´evolution spontan´ee d’un syst`eme chi-mique Pour la r´eaction consid´er´ee, comparer la valeur du quotient de r´eaction a celle de la constante d’´equilibre :-siQ r,i > K : ´evolution dans le sens direct-siQ
Mise en fab Physique-chimie BCPST1 4e édition
Description d’un syst`eme chimique en r´eaction Capacit´es `aacqu ´erir Exercices Ecrire un tableau d’avancement ´ Pr´evoir le sens d’´evolution d’un syst`eme D´eterminer la composition `al’´etat final Tous Etablir une hypoth`´ ese sur l’´etat final d’une r´eaction connaissant
Travaux Pratiques TP 10: Transformations spontan´ees: les piles
formation chimique du syst`eme 4 La constante d’´equilibre K associ´ee a cette r´eaction est ´egale a 1037 En appliquant le crit`ere d’´evolution, montrez que le sens d’´evolution pr´evu est compatible avec les observations exp´erimentales
Thermochimie 2 : Second principe et d eplacement d’ equilibre
Cette relation constitue un crit ere d’ evolution : si rG>0, alors la r eaction ne peut evoluer spontan ement que selon d˘
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Terminale S - ChimieTravaux Pratiques
TP 10: Transformations spontan´ees:
les piles1 Objectifs
Montrer qu"une transformation chimique spontan´ee impliquant un ´echange d"´electrons peut avoir lieu soit en m´elangeant les esp`eces chimiques de deux couples oxydant/r´educteur soit en les s´eparant. Dans ce dernier cas, montrer que la transformation correspondante est utilisable pourr´ecup´erer de l"´energie sous forme d"´energie ´electrique `a l"aide d"un dispositif: la pile.
Montrer qu"une pile d´elivre un courant en circuit ferm´e.Utiliser le crit`ere d"´evolution spontan´ee pour justifier le sens du courant observ´e ou pour
le pr´evoir. Analyser la constitution d"une pile simple (ion m´etallique/m´etal). Etudier son fonctionnement et ses caract´eristiques en circuit ouvert et en circuit ferm´e.2 Transformation chimique spontan´ee par transfert direct d"´electrons
Couples oxydant/r´educteur mis en jeu:
Cu 2+ (aq)=Cu(s)et Zn2+ (aq)=Zn(s)2.1 Exp´erience
Pr´elevez, dans le b´echer, 10mLde la solution de sulfate de cuivre(II) et 10mLde la solution de sulfate de zinc(II).Les deux solutions sont `a 0,10mol:L¡1.
Plongez une lame de zinc et ajoutez environ 3gde poudre de cuivre.Agitez et plongez rapidement un thermom`etre.
Observez l"´evolution de la temp´erature.
Filtrez la solution et observez la couleur de la solution.2.2 Questions
1.Notez vos observations.
2. Ecrivez les demi-´equations ´electroniques associ´ees aux couples oxydant/r´educteur impliqu´es dans la r´eaction. 3. D"apr`es les observations, ´ecrivez l"´equation de la r´eaction associ´ee `a la trans- formation chimique du syst`eme. 4. La constante d"´equilibreKassoci´ee `a cette r´eaction est ´egale `a 1037. En appliquant le crit`ere d"´evolution, montrez que le sens d"´evolution pr´evu est compatible avec les observations exp´erimentales.3 S´eparation des deux couples oxydant / r´educteur: transfert spontan´e des ´electrons "`a distance"
3.1 Protocole
Dans un b´echer, verser 50mLde solution aqueuse de sulfate de zinc (II), de concentration0,1mol:L¡1, et plongez-y une lame de zinc.
Dans un autre b´echer, versez 50mLde solution aqueuse de sulfate de cuivre (II), de concentration 0,1mol:L¡1, et plongez-y une lame de cuivre.Approchez les deux b´echers.
Observez s"il y a ´evolution du syst`eme.
Reliez les deux lames par deux fils ´electriques, une r´esistance de 100 Ω et un amp`erem`etre
en s´erie. Observez s"il y a ´evolution du syst`eme et lisez l"indication de l"amp`erem`etre, en changeant ´eventuellement son calibre.Unpont salinest un tube en U rempli d"un gel au sein duquel des ions ammoniumNH+4et nitrateNO¡3peuvent migrer.
Plongez chaque extr´emit´e du pont salin dans les b´echers. Observez s"il y a ´evolution du syst`eme et lire l"indication de l"amp`erem`etre en changeant ´eventuellement son calibre.Utilisez maintenant le multim`etre en voltm`etre.
Lisez l"indication en choisissant le bon calibre.
3.2 Interpr´etation
1. Dans quel cas l"amp`erem`etre indique-t-il une intensit´e de courant non nulle?Quelle est l"utilit´e du pont salin?
2. Quels sont les porteurs de charge dans le pont salin? dans les fils de connex- ion? 3. Rappelez le lien entre le sens du courant et le sens de parcours des ´electrons dans un circuit ´electrique. Faites un sch´ema de la pile et indiquez le sens du courant et le sens de parcours des ´electrons dans le dipˆole constitu´e par les fils, l"amp`erem`etre et la r´esistance. 4. En utilisant le r´esultat obtenu avec le voltm`etre, rep´erez le pˆole + et le pˆole - de la pile. 5. A partir des demi-´equations ´electroniques ´etablies au 2.2 et en utilisant le sens du courant ´etabli pr´ec´edemment, pr´ecisez s"il y a, lors du fonctionnement de la pile, production ou consommation d"ionsCu2+, d"ionsZn2+, de cuivre m´etallique ou de zinc m´etallique. 6. Identifiez la lame m´etallique dont la surface est le si`ege d"une oxydation et celle dont la surface est le si`ege d"une r´eduction. Ecrivez les ´equations des r´eactions qui ont lieu au niveau de chacune des lames. 7. D´eduisez-en l"´equation de la r´eaction chimique globale qui a lieu dans la pile. Comparez avec la r´eaction de l"exp´erience 1. 8. Y a-t-il oxydation ou r´eduction au pˆole + de la pile? au pˆole -? 9. Calculez le quotient de r´eaction initialQr;ien utilisant les concentrations de Cu 2+ (aq)etZn2+ (aq)dans chaque b´echer.10.La r´eaction chimique globale de la pile poss`ede une constante d"´equilibre ´egale `a 1037.
Une pile en fonctionnement est-elle un syst`eme dans l"´etat d"´equilibre ou hors d"´equilibre?3.3 Sch´ematisation de la pile
Le sch´ema d"une pile est peut pratique donc on le symbolise de la faon suivante:ªZn(s)=Zn2+
3.4 Simulation du comportement ´electrique d"une pile
A votre avis, que se passe-t-il lorsqu"une pile d´ebite dans un circuit au point de vue des esp`eces chimiques qui constituent la pile?3.5 Simulation de l"usure d"une pile
On utilise la pile pr´ec´edente mais cette fois-ci, pour simuler la consommation des ions Cu2+, on va les faire pr´ecipiter en ajoutant de la soude, leur concentration diminuera
alors fictivement (et rapidement !).Ajoutez petit `a petit de la soude `a 1mol:L¡1(voir volumes dans le tableau en fin d"´enonc´e
`a l"aide d"une burette plac´ee `a la verticale du b´echer contenant les ions cuivre II. Apr`es chaque ajout, mesurez la tension aux bornes de la pile `a l"aide du voltm`etre et compl´etez le tableau donn´e `a la fin de l"´enonc´e.3.6 Questions
1. Ecrivez l"´equation de la r´eaction entre les ions cuivre II et la soude. 2. Etablissez l"expression litt´erale de la concentration en ions cuivre II restant dans le b´echer en fonction de la concentration initiale en ions cuivre II,C0, leur volume initialV0, la concentration de la soudeCBet le volumeVBde soude vers´e. 3. Etablissez l"expression du quotient de la r´eaction de fonctionnement de la pile Q r. 4.Compl´etez le tableau suivant:
V soude(mL) 0 4 8 10 12 14 16 18 20 24tension mesur´ee enV [Cu2+] restant enmol:L¡1 Q r 5. Concluez quant `a l"´evolution du quotient de la r´eaction.quotesdbs_dbs12.pdfusesText_18