équilibres simultanés

[invite60cfedf1]

Bonjour à tous, j'ai un exercice à résoudre concernant les équilibres simultanés mais je bloque sur quelques points ...

Voici l'énoncé :

On suppose que les gaz forment un mélange idéal de gaz parfaits.

Soit l'équilibre de dismutation du monoxyde de carbone
(1) 2CO(g) = C(s) + CO2(g)
Calculer sa constante d'équilibre K°1 à 950K sachant que l'on donne les enthalpies standards de formation et les entropies standards molaires.

2) Dans une enceinte fermée de volume V=30L maintenue à 950K, on introduit 10 moles de CO gazeux après avoir éliminé l'air présent. L'équilibre (1) étant établi, calculer le nombre de moles des divers corps présents ainsi que les pressions partielles des gaz.

3)a) A partir du système obtenu à la 2eme question, on ajoute à 950K 5 moles de monoxyde de germanium GeO. Calculer l'affinité de la réaction : (2) GeO(s) + CO(g) = Ge(s) + CO2(g)
sachant qu'à 950K la constante d'équilibre vaut K°2 = 0,8
En déduire que le germanium n'apparaît pas.
b) A partir du système précédent, on fait varier le volume de l'enceinte en restant à 950K. A partir de quel volume le 2eme équilibre s'établit-il ?
c) Quel volume faudrait-il atteindre pour que le carbone solide disparaisse ? En déduire les nombres de moles de germanium et d'oxyde de germanium présents.

1) je n'ai pas eu de problème et je trouve K°1 = 2.
2) Pour cette question, j'ai fait un tableau d'avancement et puisque l'on suppose que les gaz forment un mélange idéal de GP j'ai écris : K°1 = xVP°/((10-2x)RT) A partir de là j'en déduis x=4,7
Est-ce que je peux procéder comme ça ?
J'en ai ensuite déduis le nombre de moles à l'équilibre de chaque constituant.
3)a) J'ai calculé Qri à partir du nombre de moles que j'ai obtenu à la question précédente et je trouve Qri = 7,8
On en déduit que l'affinié est négative et donc que la réaction se passe dans le sens inverse et donc que le germanium n'apparaît pas.
Pour les questions suivantes je ne vois pas comment faire j'ai fait un tableau d'avancement en fonction de x et de y avec y l'avancement de la 2eme réaction mais je n'aboutis à rien

Merci d'avance !
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[jeanne08]

Premiere chose :relation K1 = PCO2/PCO^2 =( x /(10 -2x) ^2 )* (P° /RT/V) tu as oublié le carré au dénominateur …erreur de copie ? je ne verifie aucun calcul ( On voit que x dépend de V )
Bien entendu tu calcules alors PCO et PCO2 puis l’affinité chimique de la réaction (2) . Si tu trouves cette affinité <0 sens 2 donc pas de Ge : OK

Pour que la réaction 2 ait lieu il faut que l’affinité soit positive donc que PCO et PCO2 calculés en fonction de V ( et de K1) par la relation donnée au début permettent à cette afffinité de devenir positive

Si il n’y a pas de carbone solide alors nCO + n CO2 = 10 ( conservation du carbone mis au tout début) , K2 est verifiée ce qui permet de calculer PCO et PCO2 en fonction de V . Il faut alors que l’affinité de la réaction (1) soit négative pour qu’il n’y ait pas de C solide .

[invite60cfedf1]

Je ne vois pas comment exprimer l'affinité en fonction de V :/

[jeanne08]

L'affinité d'une réaction est - deltarG = -(deltarG° +RT Ln Q ) = RT Ln K/Q si Q<K sens gauche-> droite ... etc ...
Q , quotient réactionnel est une grandeur instantanée : pour la première réaction c'est PCO2 .Pref/ PCO^2 et pour la seconde réaction c'est PCO2 / PCO avec Pref = 1 bar
Dans chacune des 2 dernières questions il faut un signe d'affinité et les pressions partielles sont Pi = ni RT/V .. donc le volume V intervient dans ces calculs d'affinité .
- pour qu'il y ait du Ge il faut que l'affinité de (2) soit >0 . Tu calcules x en fonction de V à parir de K1 , puis les pressions partielles de CO et CO2 en fonction de V puis le signe d' affinité de la réaction 2
- pour la toute dernière question ; tu calcules nCO et nCO2 à partir de la conservation du C et de K2 , puis les pressions partielles de CO et CO2 ( V intervient alors ! ) puis le signe de l'affinité de (1) ....
Je ne fais pas les calculs ... mais ils ne sont sans doute pas très simples ...

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