Transformations chimiques qui ont lieu dans les deux sens

Transformations chimiques qui ont lieu dans les deux sens

i.Rappels sur les acides et les bases

1) Définitions au sens de Bronsted

Acide : est une espèce chimique susceptible de céder au moins un proton \(\ce{H+}\)

Base : est une espèce chimique susceptible de capter au moins un proton \(\ce{H+}\)

2) Couple acide/base

  • Le couple (HA/A⁻) est composé d’un acide AH et de sa base conjugue A⁻, possible de passer de l’acide à la base et inversement par perte ou gain d’un proton \(\ce{H+}\)
  • On associe au couple (HA/A⁻) une demi-équation acido-basique : \(\ce{HA <=> A- + H+}\)
Remarque

Les espèces chimiques appartenant à deux couples sont appelées des ampholytes (exemple \(\ce{H2O}\))

3) Réactions acido-basiques

Une réaction acido-basique est une réaction qui met en jeu un transfert de proton \(\ce{H+}\) entre les réactifs.

La réaction acido-basique met en jeu deux couples acide/base : \(A_1H/A_1^-\) et \(A_2H/A_2^-\).

  • Les demi-équations acido-basiques : \(A_1H \rightleftharpoons A_1^- + H^+\)   et   \(A_2^- + H^+ \rightleftharpoons A_2H\)
  • L’équation bilan de la réaction : \(A_1H + A_2^- \longrightarrow A_1^- + A_2H\)

4) Définition du pH d’une solution

Le pH d’une solution est défini par la relation : \(pH = -\log[\ce{H3O+}] \iff [\ce{H3O+}] = 10^{-pH}\)

ii.Taux d’avancement final τ

1) Avancement final et l’avancement maximal

  • L’avancement maximal \(x_{max}\) est l’avancement qui correspond à l’état final théorique
  • L’avancement final \(x_f\) est la valeur de l’avancement qui correspond à l’état final réel

2) Taux d’avancement final τ

Le taux d’avancement final d’une réaction, noté τ, est donné par :

\(\tau = \dfrac{x_f}{x_{max}}\)
Si \(\tau = 1\) : la réaction est totale
Si \(\tau < 1\) : la réaction est limitée

3) Réaction limitée

Lorsque la réaction est limitée \(\tau < 1\) la réaction aura lieu dans les deux sens, l’équation de la réaction s’écrit par deux flèches :

\(aA + bB \rightleftharpoons cC + dD\)

Lorsque la réaction est limitée, l’état final du système est dans un état d’équilibre chimique.

4) Interprétation microscopique de l’état d’équilibre chimique

À l’équilibre les concentrations des réactifs et des produits restent constantes.

Au niveau microscopique la réaction s’effectue dans les deux sens (1) et (2) avec la même vitesse.

\(\ce{a A_{(aq)} + b B_{(aq)} <=>[1][2] c C_{(aq)} + d D_{(aq)}}\)

COURS 2BAC PC
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