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Questions sur les équilibres chimiques

Ici vos questions sur la partie la plus utile de votre cours de terminale : celle sur les équilibres chimiques.

Publié par JS le mercredi 17 août 2011 à 14:37 dans la rubrique Cours. Vous pouvez suivre les réactions via ce fil RSS 2.0. Vous pouvez réagir, ou créer un trackback.

38 réponses à “Questions sur les équilibres chimiques”

  1. Le Poivron Masqué dit:

    Bonjour à tous,

    Tout d’abord, j’ai une petite question au sujet du taux de conversion à l’équilibre du SO2(question 3): ce taux de conversion représente-t-il la quantité de SO2 consommée ? Plus il y a de SO2 consommé, plus son taux de conversion augmente ?
    Mais ce n’est pas tout, je bloque aussi à la question finale de cet exercice. J’ai mis en relation la réponse que j’ai trouvée à la question 6.b avec K°(T1)= 10050. Je trouve une équation du type: ax^3 + bx² + cx + d = 0.
    Est ce normal d’avoir une équation de cette forme car lorsque je résous mon équation avec la calculette, elle me propose 3 résultats arrondis(3.8, 4.1 et 11.9) ?

    Merci de bien vouloir éclairer ma lanterne

  2. JS dit:

    Bravo pour l’inauguration de cette discussion, j’espère que cela suscitera d’autres questions.

    Le taux de conversion est exprimé par un nombre entre 0 et 1 ou un pourcentage. c’est n(consommé)/n(intial) pour le réactif limitant. Peut-être l’avez-vous nommé taux d’avancement ?

    Effectivement, la seule façon de résoudre est de faire une résolution numérique et non analytique. On peut donc mettre sous forme d’un polynome comme tu l’as fait, et c’es bien du degré 3, ou indiquer simplement à la calculatrice l’équation Qr=K° et lui demander de résoudre.
    Il y a donc a priori trois racines à ce polynome. Si tout va bien, une seule est LA solution de notre problème physique (unicité de la solution), cela implique que les deux autres ne sont pas possibles.
    Dis moi si cela te met bien sur la piste. Il me semble que ce que tu as fait est correct.

  3. Le Poivron Masqué dit:

    Re-bonjour,

    Merci pour le coup de pouce! J’ai en effet cherché si mes réponses étaient possibles vis à vis de l’exercice et de ces conditions initiales. Et j’ai pu en sélectionner une!
    N’ayant plus de questions pour le moment: A plus tard.

  4. L dit:

    Bonjour, je viens de terminer cet exercice, mais sûrement avec des fautes puisqu’à la question 5.c je trouve une pression P1= 2,9 Pa ce qui me semble étrange comme résultat, quant à la question 6.c je trouve également un pôlynome du troisème degré mais les solutions données par la calculatrice dans mon cas sont 4 et 12…
    Quelqu’un pourrait-il m’aider à éclaircir mon problème?

  5. Laura dit:

    Moi je trouve 18000 Pa soit 0,18 bar.
    => L: 2,9 Pa je trouve que ça fait vraiment pas beaucoup…

  6. L dit:

    Oui c’est ce que je pense aussi, mais du coup je ne sais pas si l’erreur vient de ma formule ou d’autre part… Faut-il se servir de la formule trouvée à la question 1.b?

  7. Laura dit:

    oui il f

  8. Laura dit:

    oups ça a envoyé tout seul… Je me suis en effet servie de la formule trouvée au 1.b) et puis des pressions partielles (on les trouve en fonction de P1 en se servant des fractions molaires)

  9. L dit:

    La formule à utiliser est donc Qr=x(SO3)^2/(P.x(O2).x(SO2)^2)si je ne me trompe pas?

  10. Laura dit:

    ah moi j’ai Qr=[x(SO3)^2.R.T]/[x(SO2)^2.x(O2).P]

  11. JS dit:

    Je vais vous aider un peu car ce n’est pas la réponse qui compte mais la méthode. La pression est 2,92 bar.

    L’expression de Qr qu’on peut utiliser est celle de L (commentaire 9), à ceci près que son expression ne comporte pas P° ! Rappelons que Qr est sans dimension…

    Ce qui veut dire que L a la bonne réponse avec P en bar…

  12. L dit:

    J’ai finalement compris, ma formule marchait avec P°=1bar mais comme j’ai raisonné avec P en pascal mon résultat était décalé si je n’écrivais pas P°.
    Merci beaucoup pour ces indications!

  13. Laura dit:

    J’ai trouvé mon erreur dans l’expression du quotient de réaction! je trouve maintenant la bonne réponse! merci beaucoup

  14. matth dit:

    Salut tout le monde !

    Bon je vois que tout le monde a fini cet exo mais pas moi! (je m’y prend un peu tard aussi oO)

    J’ai plusieurs questions :

    1) Pour les questions 4 a) et b) je comprends pas l’histoire de l’azote car il n’apparaît pas dans les expressions des questions 1 a) et b).

    2) Pour la 5 a) je sais pas où est le problème mais en utilisant la formule de L je trouve pas le bon résultat pour P1. J’ai x(SO2)=4mol, x(O2)=2mol et x(SO3)=96mol et quand je tape ça à la calculette j’ai Qr=0,0286… bizarre…

    3)Pour la 6), j’ai x(SO2)=8-2ksi, x(O2)=12-ksi et x(SO3)=2ksi.
    Lorsque je cherche ksi à la question c)je tombe sur des nombres étranges… P total=P1 ?

    Merci de m’aider j’en ai besoin ^^

  15. Laura dit:

    Salut Matth,
    je ne comprends pas moi non plus la question 4…
    Pour la question 5)a) ce n’est pas x que tu as c’est n et xi=ni/ntot
    donc par exemple: x(SO2)=4/102 puisque ntot=102 pareil pour X(SO3) et x(O2).
    Pour la question 6 je pense que tu confonds aussi x et n.
    J’espère ne pas faire d’erreurs…

  16. Laura dit:

    re-bonjour,
    je pense avoir trouvé la réponse à la question 4:
    En augmentant la quantité d’azote à volume et température constants on augmente la pression donc d’après la formule du 1)b) Qr diminue.
    En augmentant la quantité d’azote à pression totale constante on augmente le volume donc d’après la formule du 1)a) Qr augmente.
    Est-ce la bonne réponse? merci d’avance!

  17. Le Poivron Masqué dit:

    J’ai mis la même réponse en précisant que la réaction va donc se faire dans le sens direct ou indirect pour retourner à l’équilibre (la loi de modération), Voila.

  18. matth dit:

    Merci Laura =) t’avais raison je confondais x et n.
    Pour la 4) ce que tu dis me semble juste mais je veux pas m’avancer. Par contre, pour la 6 c), ils disent que le diazote se comporte comme un gaz inerte donc il n’intervient pas dans la réaction par définition. Mais il intervient sur la pression non ? Comment calculer P totale ? Est-ce la pression constante d’1 bar ?

  19. Le Poivron Masqué dit:

    Oui, je pense que tu prends P totale= 1 bar. En tout cas c’est ce que j’ai fait ^^

  20. François dit:

    Bonjour!
    J’ai un petit problème à la question 5.
    Je n’ai jamais vu un avancement exprimé en mole.(ou bien ce souvenir s’est éffacé dans ma mémoire)
    Du coup je ne sais pas ce que veut signifie un état d’équilibre caractérisé par un avancement de 48 moles.
    Si vous pouviez m’expliquer ce que ça signifie, je vous en serez redevable.
    Merci d’avance.

  21. Laura dit:

    Salut François!
    Quand tu fais ton tableau d’avancement, tu indique par exemple xmax, qui symbolise l’avancement maximal de la réaction, c’est à dire la quantité maximale de réactif consommé (après c’est la moitié de la quantité maximale si tu as un 2 devant ton réactif dans l’équation de ta réaction, et etc si t’as un 3…) et vu que c’est une quantité c’est en moles (je sais pas si ça t’aide beaucoup).
    Ton équation de réaction c’est 2SO2+O2=2SO3. Un état d’équilibre caractérisé par un avancement de 48 moles, ça veut donc dire que quand t’es à l’équilibre il y a 48 moles d’O2 qui ont été consommées, 2*48moles de SO2 qui ont été consommées et puis 2*48 moles de SO3 qui se sont formées.
    J’espère que ça va t’aider.

  22. Louis dit:

    Comment faire intervenir la température dans la première expression du quotient de reaction svp ?

  23. JS dit:

    L’azote intervient dans certaines expressions de Qr. Pour s’en rendre compte, il faut avoir en tête que n(N2) intervient dans n(total). Or n(total) intervient dans la fraction molaire !

    N2 intervient aussi dans le calcul de la pression totale. En effet (voir cours), quand on a un mélange de gaz parfaits, P=n(total)xRT/V
    Donc le P placé dans l’expression de Qr cache un n(N2) !

    Pour répondre enfin à Louis, T intervient dans l’expression de Qr si on fait intervenir l’équation du gaz parfait. Cependant, T est surtout le paramètre qui influence K° ! T intervient dans l’expression théorique de K° et si K° varie, Qr va varier pour retrouver une situation d’équilibre, et donc une réaction va se produire…

    Pour répondre à l’influence de T, il faut donc (puisqu’on n’a pas d’expression théorique pour K° à notre niveau), faire un raisonnement qualitatif type loi de modération. Indication : bien lire l’énoncé. Que se passe-t-il si on augmente T ? On apporte de la chaleur. Que va faire le système pour modérer notre perturbation ?

  24. Bob dit:

    Pouvez vous me dire combien vous trouvez a P1 a la question 5) c) ?

  25. T dit:

    2,92 bar
    C’est écrit plus haut

  26. matth dit:

    Salut,
    pour la question 3 j’ai dit qu’une augmentation de P va entraîner une diminution du taux de conversion de SO2 pour retrouver l’équilibre K. Mais je suis pas sûr car je comprends pas le rapport entre ce taux et les expressions trouvées aux questions 1 a) et b)…
    Quelqu’un pourrait-il m’éclairer ?

  27. Escargot dit:

    Bonjour à tous,
    J’ai besoin de votre aide pour la question 6.c.
    Voilà j’ai trouvé une équation avec comme solutions 3.8, 4.1 et 11.9 . Mais j’ai l’impression que la valeur de ksi n’est pas une des 3 solutions… En vérifiant avec mon tableau d’avancement, je trouve un total d’environ 96 moles au lieu de 100. Je pense avoir fait une erreur quelque part ou ne pas avoir compris quelque chose , pourriez-vous m’éclairer?
    Merci

  28. Le Poivron Masqué dit:

    Salut,

    Cher Matth, à cette question je trouve le contraire de toi. J’ai dit que le taux de conversion augmente puisqu’il y a plus de SO2 consommé. En effet, la réaction à lieu dans le sens direct suite à l’augmentation de P (voir la relation de la question 1.b). Je suis pas sur de ce que j’ai marqué mais j’espère que ca t’a un petit peu éclairé ^^.
    Cher Escargot, j’ai trouvé les mêmes réponses que toi. Mais, en effet je compte aussi 96 moles et des poussières au totale ! Du coup, je suis plus sur de mes réponses. Alors, je vais attendre comme toi la suite de l’histoire ….

  29. François dit:

    Merci beacoup Laura!
    Tu confirme ce que je pensais.

  30. François dit:

    c’est en fait l’avancement maximal de la réaction.
    je n’avais bien compris parce que dans ma classe de terminale, l’avancement était un pourcentage que l’on obtenait en divisant l’avancement maximal de la réaction par l’avancemant maximal théorique (on l’écrivait tau=Xmax(réel)/Xmax(théo))
    Du coup ça m’a perturbé de voir un avancement exprimé de cette manière.
    Merci encore quand meme.

  31. Antoine dit:

    Bien le bonjour..
    Voilà je crois que je m’emmêle tout seul a la question 1.b…
    En fait j’arrive a l’expression du Qr qui est :
    xi²(SO3)/(Xi²(SO2)*Xi(O2)*(Ntot/V))
    Et je n’arrive pas a faire apparaître la pression totale…
    Bon je sais que ce que j’ai fais est pas top, mais j’aimerais savoir de une si je suis sur la bonne voie.
    Merci d’avance !

  32. Thibault dit:

    Bonjour,
    J’arrive pas a faire le lien entre l’expression donne dans le cours et celle que l’on apprend en terminale.. Que signifie pie? Merci de m’aider.
    Thibault

  33. Maxime dit:

    Bonjour,
    pie majuscule signifie une multiplication de termes, de la même manière que sigma majuscule exprime une somme de termes.

  34. JS dit:

    -> Escargot : l’une des trois racines est seule solution possible de l’équation. Je ne comprends pas bien pourquoi tu es gêné d’avoir un total de 96 moles ?

    -> Antoine : chaque pression partielle s’exprime en fonction de la pression et de la fraction molaire.

  35. Hugp dit:

    Bonjour, bonjour
    Juste pour vérifier si j’ai pigé
    A la question 3) si P augmente alors le taux de conversion augmente et inversement. C’est bon ?

  36. Antoine dit:

    Merci bien j’ai compris, en fait je suis parti de la mauvaise expression du quotient de réaction voila pourquoi ça bloquait.
    Merci de votre réponse.

  37. Hugp dit:

    Bonjour
    Comment faire pour exprimer à la question 6)b Qr en fonction de ksi ?

  38. Max dit:

    Bonjour Hugp,
    J’ai utilisé ksi pour exprimer n de chaque élément, grâce a un tableau d’avancement. Ensuite j’ai fait le même raisonnement que pour la question 5)b, en exprimant les fractions molaires en fonction de ksi.
    Puis grâce à la question 1)b, tu as la relation entre pression, fractions molaires et Qr 🙂

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