Chimie 30 Le principe de LeChâtelier

Chimie 30
Le principe de LeChâtelier
Feuille de l’enseignant
Objectifs :
• Comprendre le principe de LeChâtlier.
• Comprendre que l’équilibre est un état dynamique.
• Observer l’équilibre et le principe de LeChâtelier au niveau moléculaire.
• Observer les effets de température, pression et concentration sur l’équilibre d’un système.
Matériel :
Programme Flash lechatlier.swf
Papier et crayon
Papier graphique
Description du laboratoire :
Ce laboratoire utilise le programme Flash lechatelier.swf. Il nécessite FlashPlayer7.
Cette série de six explorations permet aux élèves d’observer un système fermé, au niveau
moléculaire, pendant que ce système atteint l’équilibre. Il permet ensuite aux élèves de
modifier les paramètres de ce système – concentrations, température, pression – pour observer
les effets sur le système.
Les six explorations peuvent être utilisées en série, ou une seule des explorations peut être
utilisée, selon vos besoins.
La première exploration permet surtout aux élèves d’explorer le programme et de visionner la
présentation au sujet du principe de LeChâtelier.
Les explorations 2, 3, 4, et, 5, exigent aux élèves de produire des graphiques de données
recueillies du programme et comprend une série de questions à répondre. La production de
graphiques aidera les élèves à mieux comprendre l’atteinte d’équilibre dans le système –
lorsque le système atteint l’équilibre, les courbes de concentration devraient approcher une
ligne horizontale. Cela leur aidera aussi à comprendre que l’équilibre est dynamique, car les
courbes approchent une ligne horizontale, mais continuent à varier en haut et en bas de cette
ligne. Les questions devraient aider les élèves à réfléchir aux patrons indiqués par leurs
observations.
La sixième exploration demande aux élèves de calculer Kc pour le système sous différentes
conditions pour observer les effets de changements aux paramètres sur la valeur de la
constante d’équilibre.
À la fin des six explorations, il y a un exemple de données qui inclus les paramètres utilisés,
un tableau de données et un graphique, créé en Microsoft Excel. Cet exemple de données peut
être distribué aux élèves avec les explorations pour les guider dans la présentation de leurs
données et la création de leurs graphiques.
Un logiciel comme Microsoft Excel peut être utilisé, dans le matériel, au lieu du papier et
crayon et du papier graphique.
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Le principe de LeChâtelier
Exploration 1 : Explorer le programme
Objectifs :
• Comprendre le principe de LeChâtlier.
• Comprendre que l’équilibre est un état dynamique.
• Observer l’équilibre et le principe de LeChâtelier au niveau moléculaire.
• Observer les effets de température, pression et concentration sur l’équilibre d’un système.
Matériel :
Programme Flash lechatlier.swf
Papier et crayon
Papier graphique
Description du laboratoire :
Dans ce laboratoire, vous observerez des atomes et molécules dans un système fermé. Vous
observerez les atomes qui se joignent en molécules et des molécules qui se séparent en
atomes.
Le bouton « Arrêter » vous permet à tout moment d’arrêter la simulation pour pouvoir
recueillir des données à un instant précis. Le bouton « Recommencer » vide le système et
vous permet de commencer à nouveau.
Le graphique à barres, en haut à droite, vous montrera à tout moment le nombre d’atomes
verts, le nombre d’atomes bleus et le nombre de molécules. Il y a aussi une horloge qui
démontre le temps écoulé. Pour ce laboratoire, présumez que l’unité de temps comptée par le
programme est la seconde. Lorsque les instructions du laboratoire demandent de recueillir des
données à un instant spécifique, ne vous inquiétez pas si vous arrêtez le programme quelques
secondes avant ou après l’instant demandé, pourvu que vous notiez le temps exacte dans vos
données.
Le bouton « Expériences » permet de changer au mode expérimental sans visualiser la
présentation. Ce bouton dit « Présentation » lorsque vous êtes en mode expérimental et permet
de revoir la présentation.
Étapes :
1. Visualisez la présentation du programme.
2. Une fois en mode expérimental, ajoutez des particules au système : au moins 20 particules
en tout, au moins deux sortes de particules différentes.
3. Permettez au système d’évoluer pendant 600 secondes.
4. Arrêtez le programme.
5. Si vous êtes à un ordinateur avec Windows, utilisez le bouton PrintScreen pour copier
l’image du programme arrêté et collez cet image dans un logiciel comme Paint. Si vous
êtes à un ordinateur Macintosh, utilisez un logiciel comme Capture pour capter l’image du
programme arrêté. Imprimez l’image du programme.
6. Sur l’image du programme, numérotez chaque atome de chaque couleur et chaque
molécule, pour démontrer que le graphique à barres a un compte exact du système. Notez
que certains atomes et molécules peuvent se toucher ou se superposer momentanément.
7. Remettez cette image.
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Exploration 2 : Atteindre l’équilibre
Objectifs :
• Comprendre le principe de LeChâtlier.
• Comprendre que l’équilibre est un état dynamique.
• Observer l’équilibre et le principe de LeChâtelier au niveau moléculaire.
Matériel :
Programme Flash lechatlier.swf
Papier et crayon
Papier graphique
Description du laboratoire :
Dans ce laboratoire, vous observerez des atomes et molécules dans un système fermé. Vous
observerez les atomes qui se joignent en molécules et des molécules qui se séparent en
atomes.
Le bouton « Arrêter » vous permet à tout moment d’arrêter la simulation pour pouvoir
recueillir des données à un instant précis. Le bouton « Recommencer » vide le système et
vous permet de commencer à nouveau.
Le graphique à barres, en haut à droite, vous montrera à tout moment le nombre d’atomes
verts, le nombre d’atomes bleus et le nombre de molécules. Il y a aussi une horloge qui
démontre le temps écoulé. Pour ce laboratoire, présumez que l’unité de temps comptée par le
programme est la seconde. Lorsque les instructions du laboratoire demandent de recueillir des
données à un instant spécifique, ne vous inquiétez pas si vous arrêtez le programme quelques
secondes avant ou après l’instant demandé, pourvu que vous notiez le temps exacte dans vos
données.
Le bouton « Expériences » permet de changer au mode expérimental sans visualiser la
présentation. Ce bouton dit « Présentation » lorsque vous êtes en mode expérimental et permet
de revoir la présentation.
Étapes :
Partie A
1. Passez au mode expérimental du programme.
2. Ajoutez 10 atomes de chaque couleur.
3. Commencez la simulation.
4. Arrêtez la simulation à toutes les 40 secondes et notez le nombre d’atomes bleus,
d’atomes verts et de molécules.
5. Continuez à recueillir ces données jusqu’à 480 secondes.
6. Préparez un graphique qui démontre l’évolution du système. Mettez le temps à l’axe x et
le nombre de particules à l’axe y. Mettez les données pour les atomes bleus, les atomes
verts et les molécules sur le même graphique. Utilisez une couleur différente ou un style
de trait différent pour chaque particule.
Partie B
7. Recommencez la simulation.
8. Ajoutez 20 atomes de chaque couleur.
9. Répétez les étapes 3 à 6.
Partie C
10. Recommencez la simulation.
11. Ajoutez 20 molécules.
12. Répétez les étapes 3 à 6, mais continuez votre cueillette de données pour 600 secondes.
Partie D
13. Recommencez la simulation.
14. Ajoutez 20 atomes de chaque couleur. Montez la pression à son maximum.
15. Répétez les étapes 3 à 6.
Partie E
16. Recommencez la simulation.
17. Ajoutez 20 atomes de chaque couleur. Baissez la pression à son minimum.
18. Répétez les étapes 3 à 6.
Partie F
19. Recommencez la simulation.
20. Ajoutez 20 atomes de chaque couleur. Montez la température à son maximum.
21. Répétez les étapes 3 à 6.
Partie G
22. Recommencez la simulation.
23. Ajoutez 20 atomes de chaque couleur. Baissez la température à son minimum.
24. Répétez les étapes 3 à 6, mais arrêtez la simulation seulement à toutes les 80 secondes et
continuez votre cueillette de données pour 1200 secondes.
25. Remettez les 7 graphiques avec vos réponses aux questions ci-dessous.
Questions :
1. Comment savez-vous que le système à atteint l’équilibre en regardant le graphique de
l’évolution du système?
2. À quel moment l’équilibre est-il atteint pour chaque simulation?
3. Quels facteurs affectent la vitesse à laquelle un système atteint l’équilibre? Indique si
chaque facteur augmente ou diminue la vitesse à laquelle le système atteint l’équilibre.
4. Qu’arrive-t-il aux propriétés macroscopiques d’un système à l’équilibre?
5. Qu’arrive-t-il aux propriétés microscopiques d’un système à l’équilibre?
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Exploration 3 : Effets de changements à la concentration sur un système à l’équilibre
Objectifs :
• Comprendre le principe de LeChâtlier.
• Comprendre que l’équilibre est un état dynamique.
• Observer l’équilibre et le principe de LeChâtelier au niveau moléculaire.
• Observer les effets de température, pression et concentration sur l’équilibre d’un système.
Matériel :
Programme Flash lechatlier.swf
Papier et crayon
Papier graphique
Description du laboratoire :
Dans ce laboratoire, vous observerez des atomes et molécules dans un système fermé. Vous
observerez les atomes qui se joignent en molécules et des molécules qui se séparent en
atomes.
Le bouton « Arrêter » vous permet à tout moment d’arrêter la simulation pour pouvoir
recueillir des données à un instant précis. Le bouton « Recommencer » vide le système et
vous permet de commencer à nouveau.
Le graphique à barres, en haut à droite, vous montrera à tout moment le nombre d’atomes
verts, le nombre d’atomes bleus et le nombre de molécules. Il y a aussi une horloge qui
démontre le temps écoulé. Pour ce laboratoire, présumez que l’unité de temps comptée par le
programme est la seconde. Lorsque les instructions du laboratoire demandent de recueillir des
données à un instant spécifique, ne vous inquiétez pas si vous arrêtez le programme quelques
secondes avant ou après l’instant demandé, pourvu que vous notiez le temps exacte dans vos
données.
Le bouton « Expériences » permet de changer au mode expérimental sans visualiser la
présentation. Ce bouton dit « Présentation » lorsque vous êtes en mode expérimental et permet
de revoir la présentation.
Étapes :
Partie A
1. Passez au mode expérimental du programme.
2. Ajoutez 20 atomes bleus et 20 atomes verts.
3. Commencez la simulation. Laissez-la évoluer pour 500 secondes, pour qu’elle soit à
l’équilibre. Arrêtez la simulation.
4. Ajoutez 10 atomes bleus. Continuez la simulation.
5. Arrêtez la simulation à toutes les 40 secondes et notez le nombre d’atomes bleus,
d’atomes verts et de molécules.
6. Continuez à recueillir ces données jusqu’à 980 secondes. Arrêtez la simulation.
7. Ajoutez 10 atomes verts. Continuez la simulation.
8. Arrêtez la simulation à toutes les 40 secondes et notez le nombre d’atomes bleus,
d’atomes verts et de molécules.
9. Continuez à recueillir ces données jusqu’à 1460 secondes. Arrêtez la simulation.
10. Préparez un graphique qui démontre l’évolution du système. Mettez le temps à l’axe x et
le nombre de particules à l’axe y. Mettez les données pour les atomes bleus, les atomes
verts et les molécules sur le même graphique. Utilisez une couleur différente ou un style
de trait différent pour chaque particule.
Partie B
11. Recommencez la simulation pour vider le système.
12. Ajoutez 20 atomes bleus et 20 atomes verts.
13. Commencez la simulation. Laissez-la évoluer pour 500 secondes, pour qu’elle soit à
l’équilibre. Arrêtez la simulation.
14. Ajoutez 10 molécules. Continuez la simulation.
15. Arrêtez la simulation à toutes les 40 secondes et notez le nombre d’atomes bleus,
d’atomes verts et de molécules.
16. Continuez à recueillir ces données jusqu’à 1100 secondes. Arrêtez la simulation.
17. Préparez un graphique qui démontre l’évolution du système. Mettez le temps à l’axe x et
le nombre de particules à l’axe y. Mettez les données pour les atomes bleus, les atomes
verts et les molécules sur le même graphique. Utilisez une couleur différente ou un style
de trait différent pour chaque particule.
18. Remettez vos deux graphiques avec vos réponses aux questions ci-dessous.
Questions :
1. Quelle est la concentration initiale d’atomes bleu, d’atomes verts et de molécules lorsque
le système atteint l’équilibre (à la fin d’étape 3)?
2. Quel effet l’ajout d’atomes de réactifs a-t-il sur le système?
3. Quelle est la concentration d’atomes bleus, d’atomes verts et de molécules lorsque le
système atteint l’équilibre à la fin d’étape 6 et à la fin d’étape 9?
4. Quel effet l’ajout de molécules de produits a-t-il sur le système?
5. Quelle est la concentration d’atomes bleus, d’atomes verts et de molécules lorsque le
système atteint l’équilibre à la fin d’étape16?
6. Quelle direction de réaction est favorisée par un ajout de réactifs à un système à
l’équilibre?
7. Quelle direction de réaction est favorisée par un ajout de produits à un système à
l’équilibre?
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Exploration 4 : Effets de changements de pression sur un système à l’équilibre
Objectifs :
• Comprendre le principe de LeChâtlier.
• Comprendre que l’équilibre est un état dynamique.
• Observer l’équilibre et le principe de LeChâtelier au niveau moléculaire.
• Observer les effets de température, pression et concentration sur l’équilibre d’un système.
Matériel :
Programme Flash lechatlier.swf
Papier et crayon
Papier graphique
Description du laboratoire :
Dans ce laboratoire, vous observerez des atomes et molécules dans un système fermé. Vous
observerez les atomes qui se joignent en molécules et des molécules qui se séparent en
atomes.
Le bouton « Arrêter » vous permet à tout moment d’arrêter la simulation pour pouvoir
recueillir des données à un instant précis. Le bouton « Recommencer » vide le système et
vous permet de commencer à nouveau.
Le graphique à barres, en haut à droite, vous montrera à tout moment le nombre d’atomes
verts, le nombre d’atomes bleus et le nombre de molécules. Il y a aussi une horloge qui
démontre le temps écoulé. Pour ce laboratoire, présumez que l’unité de temps comptée par le
programme est la seconde. Lorsque les instructions du laboratoire demandent de recueillir des
données à un instant spécifique, ne vous inquiétez pas si vous arrêtez le programme quelques
secondes avant ou après l’instant demandé, pourvu que vous notiez le temps exacte dans vos
données.
Le bouton « Expériences » permet de changer au mode expérimental sans visualiser la
présentation. Ce bouton dit « Présentation » lorsque vous êtes en mode expérimental et permet
de revoir la présentation.
Étapes :
1. Passez au mode expérimental du programme.
2. Ajoutez 20 atomes bleus et 20 atomes verts.
3. Commencez la simulation. Laissez-la évoluer pour 500 secondes, pour qu’elle soit à
l’équilibre. Arrêtez la simulation.
4. Baissez la pression du système à son minimum. Continuez la simulation.
5. Arrêtez la simulation à toutes les 40 secondes et notez le nombre d’atomes bleus,
d’atomes verts et de molécules.
6. Continuez à recueillir ces données jusqu’à 900 secondes. Arrêtez la simulation.
7. Montez la pression du système à environ 25%. Continuez la simulation.
8. Arrêtez la simulation à toutes les 40 secondes et notez le nombre d’atomes bleus,
d’atomes verts et de molécules.
9. Continuez à recueillir ces données jusqu’à 1300 secondes. Arrêtez la simulation.
10. Montez la pression du système à environ 50%. Continuez la simulation.
11. Arrêtez la simulation à toutes les 40 secondes et notez le nombre d’atomes bleus,
d’atomes verts et de molécules.
12. Continuez à recueillir ces données jusqu’à 1700 secondes. Arrêtez la simulation.
13. Montez la pression du système à environ 75%. Continuez la simulation.
14. Arrêtez la simulation à toutes les 40 secondes et notez le nombre d’atomes bleus,
d’atomes verts et de molécules.
15. Continuez à recueillir ces données jusqu’à 2100 secondes. Arrêtez la simulation.
16. Montez la pression du système à son maximum Continuez la simulation.
17. Arrêtez la simulation à toutes les 40 secondes et notez le nombre d’atomes bleus,
d’atomes verts et de molécules.
18. Continuez à recueillir ces données jusqu’à 2500 secondes. Arrêtez la simulation.
19. Préparez un graphique qui démontre l’évolution du système. Mettez le temps à l’axe x et
le nombre de particules à l’axe y. Mettez les données pour les atomes bleus, les atomes
verts et les molécules sur le même graphique. Utilisez une couleur différente ou un style
de trait différent pour chaque particule.
20. Remettez votre graphique avec vos réponses aux questions ci-dessous.
Questions :
1. Quelle est la concentration initiale d’atomes bleu, d’atomes verts et de molécules lorsque
le système atteint l’équilibre (à la fin d’étape 3)?
2. De quelle façon est-ce qu’une diminution de pression affecte-elle les concentrations du
système?
3. Quelle est la concentration d’atomes bleus, d’atomes verts et de molécules lorsque le
système atteint l’équilibre à la fin d’étape 6?
4. Quel effet une diminution de pression a-t-elle sur le système?
5. De quelle façon est-ce qu’une augmentation de pression affecte-elle les concentrations du
système?
6. Quelle est la concentration d’atomes bleus, d’atomes verts et de molécules lorsque le
système atteint l’équilibre à la fin d’étape 18?
7. Quel effet une augmentation de pression a-t-elle sur le système?
8. Quelle direction de réaction est favorisée par une diminution de la pression d’un système à
l’équilibre?
9. Quelle direction de réaction est favorisée par une augmentation de la pression d’un
système à l’équilibre?
10. Suppose que la réaction étudiée était plutôt :
CaCO3 + 2 HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
Quelle réaction serait favorisée par une augmentation de la pression? Pourquoi?
Quelle réaction serait favorisée par une diminution de la pression? Pourquoi?
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Exploration 5 : Effets de changements de température sur un système à l’équilibre
Objectifs :
• Comprendre le principe de LeChâtlier.
• Comprendre que l’équilibre est un état dynamique.
• Observer l’équilibre et le principe de LeChâtelier au niveau moléculaire.
• Observer les effets de température, pression et concentration sur l’équilibre d’un système.
Matériel :
Programme Flash lechatlier.swf
Papier et crayon
Papier graphique
Description du laboratoire :
Dans ce laboratoire, vous observerez des atomes et molécules dans un système fermé. Vous
observerez les atomes qui se joignent en molécules et des molécules qui se séparent en
atomes.
Le bouton « Arrêter » vous permet à tout moment d’arrêter la simulation pour pouvoir
recueillir des données à un instant précis. Le bouton « Recommencer » vide le système et
vous permet de commencer à nouveau.
Le graphique à barres, en haut à droite, vous montrera à tout moment le nombre d’atomes
verts, le nombre d’atomes bleus et le nombre de molécules. Il y a aussi une horloge qui
démontre le temps écoulé. Pour ce laboratoire, présumez que l’unité de temps comptée par le
programme est la seconde. Lorsque les instructions du laboratoire demandent de recueillir des
données à un instant spécifique, ne vous inquiétez pas si vous arrêtez le programme quelques
secondes avant ou après l’instant demandé, pourvu que vous notiez le temps exacte dans vos
données.
Le bouton « Expériences » permet de changer au mode expérimental sans visualiser la
présentation. Ce bouton dit « Présentation » lorsque vous êtes en mode expérimental et permet
de revoir la présentation.
Étapes :
1. Passez au mode expérimental du programme.
2. Ajoutez 20 atomes bleus et 20 atomes verts.
3. Commencez la simulation. Laissez-la évoluer pour 500 secondes, pour qu’elle soit à
l’équilibre. Arrêtez la simulation.
4. Baissez la température du système à son minimum. Continuez la simulation.
5. Arrêtez la simulation à toutes les 40 secondes et notez le nombre d’atomes bleus,
d’atomes verts et de molécules.
6. Continuez à recueillir ces données jusqu’à 1300 secondes. Arrêtez la simulation.
7. Montez la température du système à environ 25%. Continuez la simulation.
8. Arrêtez la simulation à toutes les 40 secondes et notez le nombre d’atomes bleus,
d’atomes verts et de molécules.
9. Continuez à recueillir ces données jusqu’à 1900 secondes. Arrêtez la simulation.
10. Montez la température du système à environ 50%. Continuez la simulation.
11. Arrêtez la simulation à toutes les 40 secondes et notez le nombre d’atomes bleus,
d’atomes verts et de molécules.
12. Continuez à recueillir ces données jusqu’à 2500 secondes. Arrêtez la simulation.
13. Montez la température du système à environ 75%. Continuez la simulation.
14. Arrêtez la simulation à toutes les 40 secondes et notez le nombre d’atomes bleus,
d’atomes verts et de molécules.
15. Continuez à recueillir ces données jusqu’à 2900 secondes. Arrêtez la simulation.
16. Montez la température du système à son maximum Continuez la simulation.
17. Arrêtez la simulation à toutes les 40 secondes et notez le nombre d’atomes bleus,
d’atomes verts et de molécules.
18. Continuez à recueillir ces données jusqu’à 3300 secondes. Arrêtez la simulation.
19. Préparez un graphique qui démontre l’évolution du système. Mettez le temps à l’axe x et
le nombre de particules à l’axe y. Mettez les données pour les atomes bleus, les atomes
verts et les molécules sur le même graphique. Utilisez une couleur différente ou un style
de trait différent pour chaque particule.
20. Remettez votre graphique avec vos réponses aux questions ci-dessous.
Questions :
1. Quelle est la concentration initiale d’atomes bleu, d’atomes verts et de molécules lorsque
le système atteint l’équilibre (à la fin d’étape 3)?
2. De quelle façon est-ce qu’une diminution de température affecte-elle l’énergie du
système?
3. Quelle est la concentration d’atomes bleus, d’atomes verts et de molécules lorsque le
système atteint l’équilibre à la fin d’étape 6?
4. Quel effet une diminution de température a-t-elle eue sur le système?
5. De quelle façon est-ce qu’une augmentation de température affecte-elle l’énergie du
système?
6. Quelle est la concentration d’atomes bleus, d’atomes verts et de molécules lorsque le
système atteint l’équilibre à la fin d’étape 18?
7. Quel effet une augmentation de température a-t-elle eue sur le système?
8. Quelle direction de réaction est favorisée par une diminution de la température d’un
système à l’équilibre, lorsque la réaction est endothermique?
9. Quelle direction de réaction est favorisée par une augmentation de la température d’un
système à l’équilibre, lorsque la réaction est endothermique?
10. Si la réaction était plutôt exothermique, quel serait l’effet d’une diminution de température
sur le système? Quel serait l’effet d’une augmentation de température sur le système?
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Le principe de LeChâtelier
Exploration 6 : La constante d’équilibre
Objectifs :
• Comprendre le principe de LeChâtlier.
• Comprendre que l’équilibre est un état dynamique.
• Observer l’équilibre et le principe de LeChâtelier au niveau moléculaire.
• Observer les effets de température, pression et concentration sur l’équilibre d’un système.
Matériel :
Programme Flash lechatlier.swf
Papier et crayon
Papier graphique
Description du laboratoire :
Dans ce laboratoire, vous observerez des atomes et molécules dans un système fermé. Vous
observerez les atomes qui se joignent en molécules et des molécules qui se séparent en
atomes.
Le bouton « Arrêter » vous permet à tout moment d’arrêter la simulation pour pouvoir
recueillir des données à un instant précis. Le bouton « Recommencer » vide le système et
vous permet de commencer à nouveau.
Le graphique à barres, en haut à droite, vous montrera à tout moment le nombre d’atomes
verts, le nombre d’atomes bleus et le nombre de molécules. Il y a aussi une horloge qui
démontre le temps écoulé. Pour ce laboratoire, présumez que l’unité de temps comptée par le
programme est la seconde. Lorsque les instructions du laboratoire demandent de recueillir des
données à un instant spécifique, ne vous inquiétez pas si vous arrêtez le programme quelques
secondes avant ou après l’instant demandé, pourvu que vous notiez le temps exacte dans vos
données.
Le bouton « Expériences » permet de changer au mode expérimental sans visualiser la
présentation. Ce bouton dit « Présentation » lorsque vous êtes en mode expérimental et permet
de revoir la présentation.
Étapes :
Partie A
1. Passez au mode expérimental du programme.
2. Ajoutez 10 atomes bleus et 10 atomes verts.
3. Commencez la simulation. Laissez-la évoluer pour 500 secondes, pour qu’elle soit à
l’équilibre. Arrêtez la simulation.
4. Continuez la simulation, mais arrêtez-la à toutes les 40 secondes et notez le nombre
d’atomes bleus, d’atomes verts et de molécules.
5. Continuez à recueillir ces données pour 200 secondes.
6. Calculez le nombre moyen d’atomes bleus, d’atomes verts et de molécules entre 500 et
700 secondes. Calculez KC pour le système à partir de ces moyennes.
Partie B
7. Ajoutez encore 10 atomes de chaque couleur. Continuez la simulation et laissez-la évoluer
pour encore 500 secondes, pour qu’il soit à l’équilibre. Arrêtez la simulation.
8. Continuez la simulation, mais arrêtez-la à toutes les 40 secondes et notez le nombre
d’atomes bleus, d’atomes verts et de molécules.
9. Continuez à recueillir ces données pour 200 secondes.
10. Calculez le nombre moyen d’atomes bleus, d’atomes verts et de molécules entre 1200 et
1400 secondes. Calculez KC pour le système à partir de ces moyennes.
Partie C
11. Baissez la température du système à son minimum. Continuez la simulation.
12. Laissez le système évoluer pour 500 secondes, pour qu’il soit à l’équilibre. Arrêtez la
simulation.
13. Continuez la simulation, mais arrêtez-la à toutes les 40 secondes et notez le nombre
d’atomes bleus, d’atomes verts et de molécules.
14. Continuez à recueillir ces données pour 200 secondes.
15. Calculez le nombre moyen d’atomes bleus, d’atomes verts et de molécules entre 1900 et
2100 secondes. Calculez KC pour le système à partir de ces moyennes.
Partie D
16. Montez la température du système à son maximum. Continuez la simulation.
17. Laissez le système évoluer pour 500 secondes, pour qu’il soit à l’équilibre. Arrêtez la
simulation.
18. Continuez la simulation, mais arrêtez-la à toutes les 40 secondes et notez le nombre
d’atomes bleus, d’atomes verts et de molécules.
19. Continuez à recueillir ces données pour 200 secondes.
20. Calculez le nombre moyen d’atomes bleus, d’atomes verts et de molécules entre 2600 et
2800 secondes. Calculez KC pour le système à partir de ces moyennes.
Partie E
21. Baissez la pression du système à son minimum. Continuez la simulation.
22. Laissez le système évoluer pour 500 secondes, pour qu’il soit à l’équilibre. Arrêtez la
simulation.
23. Continuez la simulation, mais arrêtez-la à toutes les 40 secondes et notez le nombre
d’atomes bleus, d’atomes verts et de molécules.
24. Continuez à recueillir ces données pour 200 secondes.
25. Calculez le nombre moyen d’atomes bleus, d’atomes verts et de molécules entre 3300 et
3500 secondes. Calculez KC pour le système à partir de ces moyennes.
Partie F
26. Montez la pression du système à son maximum. Continuez la simulation.
27. Laissez le système évoluer pour 500 secondes, pour qu’il soit à l’équilibre. Arrêtez la
simulation.
28. Continuez la simulation, mais arrêtez-la à toutes les 40 secondes et notez le nombre
d’atomes bleus, d’atomes verts et de molécules.
29. Continuez à recueillir ces données pour 200 secondes.
30. Calculez le nombre moyen d’atomes bleus, d’atomes verts et de molécules entre 4000 et
4200 secondes. Calculez KC pour le système à partir de ces moyennes.
Questions :
1. Comment est-ce qu’un ajout de réactifs affecte la constante d’équilibre du système?
2. Quel serait l’effet d’un ajout de produits à la constante d’équilibre du système?
3. Comment est-ce qu’une augmentation de température affecte la constante d’équilibre
du système?
4. Comment est-ce qu’une baisse de température affecte la constante d’équilibre du
système?
5. Comment les effets des changements de température seraient-ils différents si la
réaction était une réaction exothermique?
6. Comment est-ce qu’une augmentation de pression affecte la constante d’équilibre du
système?
7. Comment est-ce qu’une baisse de pression affecte la constante d’équilibre du système?
8. Comment les effets des changements de pression seraient-ils différents si la réaction
comptait plus de molécules de produits que d’atomes de réactifs?
Chimie 30
Le principe de LeChâtelier
Exemple de données
Objectifs :
• Comprendre le principe de LeChâtlier.
• Comprendre que l’équilibre est un état dynamique.
• Observer l’équilibre et le principe de LeChâtelier au niveau moléculaire.
• Observer les effets de température, pression et concentration sur l’équilibre d’un système.
Matériel :
Programme Flash lechatlier.swf
Papier et crayon
Papier graphique
Paramètres utilisés:
Nombre initial d’atomes bleus :
Nombre initial d’atomes verts :
Nombre initial de molécules :
Pression :
Température :
10
10
0
50%
50%
Tableau de données :
Temps (s)
0
22
42
61
80
100
121
140
159
182
200
220
238
260
279
301
321
340
359
383
400
419
440
458
479
Atomes bleus
10
10
9
7
5
4
4
5
4
6
5
3
5
6
6
5
6
6
6
4
4
6
4
7
5
Atomes verts
10
10
9
7
5
4
4
5
4
6
5
3
5
6
6
5
6
6
6
4
4
6
4
7
5
Molécules
0
0
1
3
5
6
6
5
6
4
5
7
5
4
4
5
4
4
4
6
6
4
6
3
5
499
520
540
561
583
600
6
6
5
5
3
5
6
6
5
5
3
5
4
4
5
5
7
5
Graphique :
Concentrations de réactifs et produits
dans un système fermé
10
9
8
7
6
Atomes bleus
Atomes verts
Molécules
5
4
3
2
1
0
0
100
200
300
400
500
600
Notez que, puisqu’il y a le même nombre initial d’atomes bleus et verts, ces deux lignes sont
superposées sur le graphique.
Exemple de calcul de KC :
Nombre moyen d’atomes bleus entre 200 et 600 secondes : 6,4
Nombre moyen d’atomes verts entre 200 et 600 secondes : 6,4
Nombre moyen de molécules entre 200 et 600 secondes : 3,6
Kc =
€
[molecules] = 3,6 = 0,0879
[bleu][vert ] (6,4) 2