Exercices de chimie

[invitee3771ed2]

bonjour, j'ai un problème avec cet exercice:

Sachant qu'à 25°C et sous une pression de 1 atm, un mélange de 0,3 mol de PCl5, 0,7 mol de PCl3 et 0,2 mol de Cl2 est en équilibre, calculer le taux (degré) de dissociation du PCl5 à l'équilibre, obtenu lorsqu'on engage, dans un réacteur à 25°C, maintenu à pression constante de 2 atm, 1 mol de PCl5 et 1 mol d'azote.

A quoi sert l'azote? comment intervient-il dans les calculs? De manière générale, comment s'y prendre pour résoudre un tel problème?

Merci d'avance
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[PaulHuxe]

Tu as 1 mol de PCl5 et 1 mol d'azote, qui font 2 bar. Ca signifie que la pression partielle du PCl5 initial est de 1 bar.

L'azote, spectateur de la réaction, permet de limiter les variations de pression.
C'est aussi utilisé pour être certain de ne pas avoir d'oxygène dans le milieu.

[moco]

Si 0,3 mol de PCl₅, 0,7 mol de PCl₃ et 0,2 mol de Cl₂ sont en équilibre à 25°C et 1 atm, cela signifie que le nombre total de mole est de 1.2, et que la pression partielle de PCl₅ est de 0.3/1.2 = 0.25 atm, celle de PCl₃ est de 0.7/1.2 = 0.583 atm, et celle de Cl₂ est de 0.2/1.2 = 0.166 atm.
la constante d'équilibre de la dissociation de PCl₅ est de :
K = [PCl₃][Cl₂]/[PCl₅] = 0.583·0.166/0.25 = 0.3888 = 7/18

Si maintenant tu introduis 1 mole de PCl₅ et 1 mole de N₂ à 25°C et 2 atm, cela signifie que la pression partielle initiale de PCl₅ est de 1 atm. L'équilibre sera atteint quand x mole de PCl₅ sera détruit, et qu'il se sera formé x mole de Cl₂ et x moles de PCl₃. L'équilibre sera caractérisé par :
K = 0.3888 = x²/(1 - x)
C'est une équation du 2ème degré que tu résous. Tu trouves x

Quand tu auras effectué ce calcul, tu pourras dire à ton maître que ce problème est particulièrement stupide, et qu'il ne correspond pas à la réalité. En effet, à 25°C et 1 atm, PCl₅ n'est pas gazeux. C'est un solide blanc. Pour le rendre gazeux, et permettre à cette réaction de se passer, il faut chauffer à plus de 100°C. Et pour qu'il se décompose en PCl₃ et Cl₂ il faut chauffer à 250°C, température où la constante K_p vaut 1.580