Problème de constante d'équilibre

[SunnySky]

Bonjour,

J'essaie de comprendre ce qui se passe lorsque je perturbe un équilibre. La réaction utilisée est bien décrite ici: Fe³⁺_(aq) + SCN^-_(aq) ⇔ Fe(SCN)²⁺_(aq).

Le Fe³⁺ est jaune, le FeSCN²⁺ est rouge. À l'équilibre initial ma solution est jaune orangé.

Je perturbe cet équilibre en ajoutant du Fe(NO₃)₃. J'ai donc ajouté du Fe³⁺. Selon le principe de Le Châtelier la réaction directe est favorisée et j'obtiens un nouvel équilibre avec plus de Fe³⁺, moins de SCN^- et plus de FeSCN²⁺. Et je constate, expérimentalement, que la coloration est plus intense, ce qui n'est pas étonnant.

Jusque là, ça va.

Mais si j'essaie de prédire la nouvelle teinte, j'ai un problème. La constante d'équilibre peut s'exprimer ainsi: K=(r/j)*(1/i) (les lettres r (rouge), j (jaune) et i (incolore) représentent les couleurs des substances, autrement dit r=concentration de FeSCN²⁺, j=concentration de Fe³⁺ et i=concentration de SCN^-).

En ajoutant du Fe³⁺, i devrait baisser et par conséquent (r/j) devrait baisser, ce qui implique que la solution devrait être moins rouge qu'elle ne l'était au départ. Problème: j'observe le contraire!

Et lorsque j'ajoute du Na₂HPO₄ pour faire précipiter des ions Fe³⁺, i doit augmenter donc r/j devrait augmenter. Ma solution devrait donc être plus rouge qu'au départ. Malheureusement elle me semble plutôt davantage jaune.

Manifestement, il y a quelque chose qui m'échappe.

Quelqu'un a une idée?

Merci!
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[chikiro]

salut!
le probleme c'est qu'on peut pas etre aussi catégorique : si tu ajoute des ions fer oui la concentration en SCN- diminue mais celle en ion fer augmente et celle en complexe aussi d'apres le chatelier. d'ailleurs quand tu dis prévoir le changement de couleur : tu veux que ce soit fait absolument avec la constante d'équilibre parce que sinon le principe de modération suffit

[jeanne08]

Le raisonnement par le rapport (R/j) ne me parait pas adéquat ... le rapport (r/j) peut baisser alors ue r et j augmentent tous les deux ( ou diminuent tous les deux ) ...
Le raisonnement qualitatif suffit
- ajout de Fe3+ : plus de Fe3+ et plus de complexe
- précipitation de Fe3+ : moins de fe3+ et moins de complexe

[SunnySky]

Je crois que je me suis mal exprimé.

En ajoutant du Fe³⁺, j'ai obtenu une couleur plus intense et ça je le comprends bien grâce à Le Châtelier. Mon problème, c'est la teinte.

L'équilibre original est d'une couleur orangée tirant sur le jaune, ce que je caractérise par un rapport r/j faible (peu de rouge en comparaison avec le jaune). Après perturbation la couleur est plus intense mais en plus la teinte a changé: la teinte orangée tire davantage sur le rouge alors que je m'attendais à ce que ça se rapproche du jaune.

[A voir en vidéo sur Futura]

[chikiro]

d'apres le chatelier justement il dit que ça favorise la reaction en sens direct : donc la formation du complexe qui est rouge d'où la couleur qui se rapproche du rouge

[SunnySky]

Bien sûr que la réaction directe est favorisée. Mais j'ai ajouté du Fe³⁺ (jaune). Au nouvel équilibre il y a donc plus de jaune ET plus de rouge que dans l'équilibre initial. C'est pourquoi j'essaie d'utiliser la constante d'équilibre pour déterminer si l'augmentation se fera dans les mêmes proportions. Et j'arrive à la conclusion que le jaune devrait augmenter plus que le rouge.

Et cela me paraît logique: le jaune va manquer de SCN- pour se transformer en rouge.

Je me demande si en dissolvant le Fe(NO3)3 pour perturber l'équilibre j'ai pu changer la température au point de perturber encore plus l'équilibre.

[jeanne08]

Je sais que le complexe rouge FeSCN2+ est très visible dès une faible concentration ( de mémoire moins de 10^-5 mol/L ) alors que la teinte jaune de Fe3+ nécessite une concentration en Fe3+ plus importante pour être vue ( mais je ne sais pas laquelle ). Bref il me parait difficile de prévoir la couleur exacte du mélange et l'évolution fine de la couleur lorsqu'on perturbe l'équilibre.

[SunnySky]

Pour les curieux qui veulent voir la réaction, j'ai trouvé cette vidéo:

https://www.youtube.com/watch?v=ZOYyCTvLa9E (à 1min 11 on ajoute le Fe³⁺ et la solution devient rouge)

[cumulare]

Je suis nouveau sur ce site.
Merci à toi SUNNYSKY pour ce lien qui m'a ouvert d'autres espaces de connaissance!