Fiche I : équilibres chimiques

Fiche Corrigés
Nº : 37001
CHIMIE
Série S
LE TALENT C’EST D’AVOIR ENVIE
Thème : équilibres chimiques et évolution d’un système chimique ; Acidobasicité
Fiche I : équilibres chimiques
► Exercice n°1
MnO4–(aq) + 8 H+(aq) + 5 e– = Mn2+(aq) + 4 H2O(l) ;
S4O62– (aq) + 2 e– = 2 S2O32–(aq) ;
O2(g) + 4 H+(aq) + 4 e– = 2 H2O(l) ;
2 H2O(l) + 2 e– = H2(g) + 2 HO–(aq) ;
Fe3+(aq) + e– = Fe2+(aq) ;
I2(aq) + 2 e– = 2 I–(aq) ;
Cu2+(aq) + 2 e– = Cu(s) ;
2 H3O+(aq) + 2 e– = H2(g) + 2 H2O(l) ;
Cr2O72–(aq) + 14 H+(aq) + 6 e– = 2 Cr3+(aq) + 7 H2O(l) ;
Fe2+(aq) + 2 e– = Fe(s) ;
O2(g) + 2 H+(aq) + 2 e– = H2O2(aq).
► Exercice n°2
Cr2O72–(aq) + 14 H+(aq) + 6 e– = 2 Cr3+(aq) + 7 H2O(l) (× 2)
2 H2O(l) = O2(g) + 4 H+(aq) + 4 e– (× 3)
____________________________________________________________________________________________________________________
2 Cr2O72–(aq) + 28 H+(aq) + 12 e– + 6 H2O(l) = 4 Cr3+(aq) + 14 H2O(l) + 3 O2(g) + 12 H+(aq) + 12 e–
Puis après simplification :
2 Cr2O72–(aq) + 16 H+(aq) = 4 Cr3+(aq) + 8 H2O(l) + 3 O2(g)
On remarque en définitive que l’eau ne réagit pas effectivement par les molécules d’eau mais par les ions oxonium. En effet, il existe
une relation acide base entre le molécule d’eau et l’ion oxonium, c’est pourquoi sur le plan formel de l’oxydoréduction ces deux
espèces chimiques sont traitées de la même façon.
Fe(s) = Fe2+(aq) + 2 e–
2 H2O(l) + 2 e– = H2(g) + 2 HO–(aq)
________________________________________________________
Fe(s) + 2 H2O(l) = Fe2+(aq) + H2(g) + 2 HO–(aq)
MnO4–(aq) + 8 H+(aq) + 5 e– = Mn2+(aq) + 4 H2O(l) (× 2)
H2O2(aq) = O2(g) + 2 H+(aq) + 2 e– (× 5)
_________________________________________________________________________________________________
2 MnO4–(aq) + 16 H+(aq) + 5 H2O2(aq) = 2 Mn2+(aq) + 8 H2O(l)+ 5 O2(g) + 10 H+(aq)
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Puis après simplification :
2 MnO4–(aq) + 6 H+(aq) + 5 H2O2(aq) = 2 Mn2+(aq) + 8 H2O(l) + 5 O2(g)
► Exercice n°3
1) AgCl(s) = Ag+(aq) + Cl–(aq)
2) Qr,1 = [Ag+]·[Cl–] et K1 = [Ag+]f·[Cl–]f
3) Tableau d’avancement :
AgCl(s) = Ag+(aq) + Cl–(aq)
Equation
Avancement/mol
nAgCl / mol
nAg+ / mol
nCl– / mol
0
n
0
0
xf
n ��–� �xf
xf
xf
Dans le cas où tout le chlorure d’argent est dissout n – xf = 0 soit xf = n et
A.N. :
Alors
et il vient que
soit n = 14 µmol.
On peut dissoudre au maximum 14 µmol de chlorure d’argent dans 1,0 L d’eau à 298 K.
Il reste donc 21 µmol de chlorure d’argent solide et on en déduit que xf = 21 µmol
4)
et xmax = 35 µmol.
Alors
5)
AgCl(s) = Ag+(aq) + Cl–(aq)
Ag+(aq) + 2 NH3(aq) = Ag(NH3)2+(aq)
______________________________________________________
AgCl(s) + 2 NH3(aq) = Ag(NH3)2+(aq) + Cl–(aq)
A.N. : K3 = 2,0·10–10 × 2,5·107 = 5,0·10–3
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6) Tableau d’avancement :
AgCl(s) + 2NH3(aq) = Ag(NH3)2+(aq) + Cl–(aq)
Equation
Avancement/mol
nAgCl / mol
NNH3 / mol
nAg(NH3)2+ / mol
nCl– / mol
0
21 ·����
10–�6
5,0 ·����
1�0–�1
14 · 10-6
14 · 10-6
xf
21 · 10–6 – xf
5,0 · 10–1– 2xf
14 · 10–6 + xf
14 · 10–6 + xf
[Cl–] = 14 µmol·L-1, [Ag(NH3)2+] = 14 µmol·L-1, [NH3] = 5,0 dmol·L-1
La réaction évolue dans le sens direct.
7) On ajoute un produit de la réaction, celle-ci avance alors dans le sens qui modère cet ajout.
La réaction évolue dans le sens indirect, son avancement diminue.
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