CHIMIE

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COURS
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Équilibres acido-basiques
CQRF
Activité, quotient de réaction, constante d’équilibre,
équilibre chimique, évolution d’un système
• L’activité a(X) d’une espèce chimique X est une grandeur sans dimension dont l’expression dépend de la
nature et de l’état de l’espèce considérée :
• pour le solvant, l’eau ici, en solution très diluée : a(H 2O) = 1,00
• pour un soluté X en solution diluée : a(X) = [X] / c 0
où c 0 =1,00 mol . L –1 et [X] et la concentration du soluté en mol . L –1 ;
• pour un gaz X supposé parfait : a(X) = P(X) / P 0
où P 0 est la pression standard de référence :
P 0 = 1,00 bar = 1,00 . 10 5 Pa et P la pression du gaz X exprimé dans la même unité que P 0 ;
• pour un solide X ou un liquide X seuls dans leur phase : a(X) = 1,00
• Soit un système constitué entre autres des espèces A, B, C et D et au sein duquel se déroule la réaction
d’équation : a A + b B = c C + d D
Cette réaction, avec cette équation, est caractérisée par son quotient de réaction Q défini par :
où a(A), a(B), a(C) et a(D) sont respectivement les activités des espèces A, B, C et D.
• Tout système évolue de façon telle que le quotient de réaction Q tend vers une valeur K 0 qui ne dépend que
de la température pour une réaction donnée, d’équation donnée. Àl’équilibre chimique Q éq = K 0 .
K 0 est appelée constante thermodynamique ou constante d’équilibre. Comme le quotient de réaction Q, K 0
est une grandeur sans dimension.
Si, dans l’état considéré initialement :
• Q < K 0 , le système évolue dans le sens direct ou sens 1 (a) ;
• Q > K 0 , le système évolue dans le sens inverse ou sens 2 (b) ;
• Q = K 0 , le système initial correspond à un état d’équilibre et il n’y a pas d’évolution (c).
(a) Q c K 0
Équilibres acido-basiques
• En solution aqueuse diluée : pH = – log [H 3O + ] et [H 3O + ] . [HO – ] = K e
soit : pH + pOH = pK e avec pX = – log X
les concentrations étant exprimées en mol . L –1 .
Q
évolution dans le sens 1
(b) K 0 b Q
Q
évolution dans le sens 2
(c) Q = K 0
Q
pas d’évolution du système