Chapitre 4 : équilibre chimique, quotient de réaction Qr et constante d'équilibre K


I) Réaction acido-basique 

1) Couple acide base

Définition d'un acide et d'une base selon Brönsted : Un acide est une espèce chimique susceptible de céder un proton H ; une base est susceptible de capter un proton.

À chaque acide correspond une base conjuguée, le tout formant un couple acide / base. Une espèce pouvant être à la fois une base est un acide est une espèce amphotère (ou ampholyte).

2) Réaction acido-basique

Une réaction acido-basique a lieu entre deux couples acide/base A1/B1 et A2/B2. L'acide du couple 1 réagit avec la base du couple 2 pour donner la base du couple 1 et l'acide du couple 2.

A1 + B2 = B1 + A2

II) Définition du pH

Définition 

Le pH d'une solution est égal à l'opposé du logarithme décimal de la concentration en ion oxonium :

pH = -log[H3O+] ou [H3O+] = 10-pH

III) Etat d'équilibre d'un système chimique

1) Réaction chimique partielle

Lorsqu'une réaction chimique est partielle, son avancement final, xf, est inférieur à son avancement maximal xmax :

Réaction partielle : xf < xmax

2) Taux d'avancement final

Le taux d'avancement final d'une réaction est :

Si tf = 0,  la réaction n'a pas lieu.

Si tf = 1, la réaction est totale.

Le taux d'avancement final dépend des concentrations initiales des réactifs. Pour voir un exercice sur le calcul de tf , clique ici.

3) Etat d'équilibre d'un système chimique

Une fois l'équilibre chimique obtenu, les proportions en réactifs et produits ne changent plus. On peut déterminer le taux d'avancement final. On se trouve à l'état d'équilibre du système chimique.

IV) Le quotient de réaction

 

Définition

 

Soit la réaction suivante :

a.A(aq) + b.B(aq) = c.C(aq) + dD(aq)

Avec a, b, c, d  nombres stœchiométriques et A, B, C et D réactifs et produits. Le quotient de réaction Qr de cette réaction (à un instant quelconque de son évolution) est :

Par convention le solvant (eau) et les corps solides n'interviennent pas dans le quotient de réaction. On admettra que le quotient de réaction est sans unité. Les concentrations sont exprimées en mol.L-1

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