[Chimie] [TS] État d'équilibre d'un système

[Seirios]

Exercice 3 : état d’équilibre d’un système

On prépare V = 400 mL d'une solution aqueuse obtenue en dissolvant dans l'eau de méthylamine et de chlorure d'ammonium.

1/ Equation de réaction.

a) Rappeler la définition d'un acide, d'une base, d'un couple acide-base.

b) Ecrire l'équation de la réaction entre les molécules basiques de méthylamine et les ions ammonium acides . Préciser les deux couple acide-base qui interviennent.

2/ Tableau d'avancement de la réaction.

Calculer, en mole, les quantités initiales de réactifs. Construire le tableau d'avancement de la réaction.

3/ Avancement de la réaction à l'équilibre.
Calculer l'avancement final de la réaction à l'équilibre sachant que la conductivité de la solution vaut alors :


On donne les conductivités molaires ioniques suivantes :



4/ Calculer, en mole / L, les concentrations molaires volumiques des espèces chimiques en solution à l'équilibre.

5/ Définir et calculer la constante d'équilibre K associée à l'équation de la réaction étudiée.

Masses molaires atomiques :
C : 12 g / mol ; H : 1 g / mol ; N : 14 g / mol ; Cl : 35,5 g / mol
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[invite7783d3eb]

Allé, on essaye.

1/a)Un acide est une espèce chimique capable de ceder un proton
Une base est une espèce chimique capable de capter un proton.
Un couple acide/base est l’ensemble d’une espèce acide AH et de l’espèce basique A- qui lui est associée par la demi-équation acido-basique
AH = A- + H+

b)Les deux couples mis en jeux sont:
NH4+ / NH3 et CH3NH3+ / CH3NH2
D'où l'équation:
CH3NH2 + NH4+ = CH3NH3+ + NH3

2/ n(CH3NH2) = m1 / M(CH3NH2)
n(CH3NH2) = 4e-3 mol

n (NH4+) = m2 / M(NH4Cl)
n (NH4) = 6e-3 mol

Je sais pas comment on fait un tableau...

Pour la suite, je veux bien un petit coup de pouce car on ne l'a pas encore étudié.

[invite8241b23e]

Salut !

Tu ne sais pas construire un tableau d'avancement ??? On l'apprend en seconde, il faut craiment que tu t'y remettes !

[invite7783d3eb]

Sur le forum je parle! Encore heureux que je sais faire un tableau d'avancement

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite8241b23e]

Ah ok !

Exprime la concentration en fonction de la conductivité !

[inviteee20e3bc]

Salut a tous !

Bon comme personne ne le finit et que je viens de découvrir cette exo je vais le terminer

Je ne maitrise pas le langage tex alors je joins le tableau fait sous paint :



ensuite
3) D'après le tableau, on voit que
xeq = nCH3NH3+ = [ CH3NH3+]V

calculons nCH3NH3+ :
D'apreès la définition de la conductivité,
σ = λ.C le mélange contient les ions NH4+, Cl- et CH3NH3+, donc
σ = (λCl-)[Cl-] + (λNH4+)[NH4+] + (λCH3NH3+)[CH3NH3+]

comme [Cl-] = [NH4+] ,

σ = (λCl- + NH4+)[NH4+] + (λCH3NH3+)[CH3NH3+]

D'après le tableau, [NH4+] = (0.006-xeq)/v et

[CH3NH3+] = xeq/V
d'où

σ = (λCl- + NH4+)(0.006/V- xeq/V) + (λCH3NH3+)(xeq/v)
en développant, on obtient :

σ = 0.006/V (λCl- + NH4+) - xeq/V(λCl- + NH4+)+(λCH3NH3+)(xeq/v)
on met xeq/V en facteur

σ= 0.006/V (λCl- + NH4+) + xeq/V (-λCl-λNH4+ +λCH3NH3+)

enfin on isole xeq/V

xeq/V = [σ - (0.006/V) (λCl- + NH4+)]/(-λCl-λNH4+ +λCH3NH3+)]

puis on remplace en faisant attention à convertir les ms en S et à mettre V en m3

xeq / V = [210.6x10-3 - (0.006/400x10-6)x(7.63x10-3 + 7.34x10-3] / [5.87x10-3 - 7.63x10-3 - 7.34x10-3]

xeq /V = 1.53 mol.m3
xeq = 1.53 x V = 1.53 x 400.10-6
xeq = 6.13.10-4 mol

Ouf j'y suis enfin arrivé. ce calcul me prenait la tête lol j'avais fais des erreurs de signes maislà cela me semble correct. Bien entendu ce serait plus lisible écrit à la main mais je n'ai pas pu faire mieu.

4/ Ayant calculé xeq, on peut trouver les différentes concentrations des différentes especes à l'aide du tableau :

[CH3NH2]eq = 0.004-xeq/V = 0.004-6.13.10-4 / 400.10-3
[CH3NH2]eq = 8.47.10-3 mol/L

[NH4+]eq = 0.006-xeq/V = 0.006-6.13.10-4 / 400.10-3
[NH4+]eq = 1.34.10-2 mol/L

[CH3NH3+]eq = [NH3]eq = xeq/V = 6.13.10-4/400.10-3 = 1.5.10-3 mol/L

5) La constante d'équilbre K est égale au quotient de réaction du système à l'équilibre, c'est à dire :

K = Qrf = [CH3NH3+]eq[NH3}eq / [CH3NH2]eq[NH4+]eq
K = (1.5x10-3)² / ( 1.34x10-2x8.47x10-3)
K= 1.98.10-2

Voila Alors mr le correcteur , qu'en dites vous
Il faut m'excuser de ne pas avoir pris la peine de mettre les chiffres en indices ou en exposant, mais vu la longueur des calculs et l'heure qu'il est je ne suis pas motivé
Je ne suis pas sur a 100% de l'exactitude mais je pense que mes résultats sont bon.
Cet exercice était bien pour mes révisions du devoir que j'aurais à la rentrée.

[inviteee20e3bc]

Personne pour me dire si c'est juste ou faux ?

[invite5af5b4f4]

Bonjour,
À l'équilibre, tous les réactifs sont consommés. Donc,
nf (CH3NH2)= nf(NH4+)= 0
Puis Nh4+ est entièrement consommé, sa centration molaire ionique est nulle, donc'est on le trouve pas dans l'expression de la conductivité à l'équilibre. C'est faux?

[albanxiii]

Bonjour,

À l'équilibre, tous les réactifs sont consommés.

Non.