TP-CH-B2 : Quotient de réaction à l’équilibre et taux d’avancement final : influence de l’état initial.

1. Partie cours : Quotient de réaction

1. Notion de quotient de réaction Qr

• Définition : Soit une transformation chimique réalisée en solution aqueuse et modélisée par l’équation de réaction suivante : ( R1(aq)+ ( R2(aq) = ( P1(aq) + ( P2(aq)

où (, (, ( et ( sont les coefficients stœchiométriques associés aux espèces chimiques respectives R1(aq), R2(aq), P1(aq) et P2(aq) en solution aqueuse.

Le quotient de réaction Qr de cette transformation chimique est défini à tout instant par la relation :

[pic]

Exemple : pour la réaction I2(aq) + 2 Fe 2+(aq) = 2 I -(aq) + 2 Fe 3+(aq) : [pic]

• Propriété 1 : Si on inverse le sens d’écriture d’une équation de réaction, on inverse également le quotient de réaction associé

Exemple : pour la réaction inverse de la précédente 2 I -(aq) + 2 Fe 3+(aq) = I2(aq) + 2 Fe 2+(aq) , on a :

[pic]

• Propriété 2 (rayez la proposition fausse): Lorsqu’un système chimique évolue dans le sens direct de l’équation de réaction, le quotient de réaction associé augmente/diminue.

Justifier cette propriété :

2. Cas particuliers :

• Si un des réactifs ou un des produits est à l’état solide (non dissout) au cours de la transformation, alors sa concentration est prise par convention égale à l’unité et donc n’apparaît pas dans le quotient de réaction:
Exemple: pour la réaction Zn(s) + I2(aq) = Zn 2+(aq) + 2 I –(aq) : [pic]

• Si l’eau est le solvant de la réaction et qu’elle intervient dans l’équation de réaction en tant que réactifs ou produits P, alors sa « concentration » est prise par convention égale à l’unité et donc n’apparaît pas dans le quotient de réaction:

Exemple : pour la réaction H3O +(aq) + NH3(aq) = H2O(l) + NH4+(aq) : [pic]

3. Exercices d’application :

Exercice n°1 : Donner l’expression du quotient de réaction pour les équations de