L'équilibre chimique

[invite7a8c7633]

Bonjour
J ai un problème je ne comprends pas la correction de l'exo ci contre, si vous pouviez m aider ca serait génial.
On introduit dans un réacteur de 10 L, que l on porte ensuite à 1000K, 1mol de CO, 0.43mol de Fe3O4. Il se produit la réaction équilibrée.
Fe3O4(s)+Co(g)<--->3FeO(s)+CO2(g) dont la constante d'équilibre d équilibre, à cette température, est1.1
a)Quel est la composition de la phase gazeuse lorsque le système n évolue plus?

Sur ma correction il y a: Fe3O4(s) + Co(g)<--->3FeO(s) + CO2(g)
.............................. .........0.43 1 0 0
.............................. .......0.43-x 1-x 3x x
.............................. ....... 0 0.57 1.29 0.43

M=1*a(CO2)/1*a(C0)=P(CO2)/P(CO)=x*Pt/(1-x)*Pt....................... Pt: pression totale
avec nt=1-x+x=1......................... .............................. .................. nt: quantité de matière totale M: monôme des activités

A l équilibre M=K
Donc: x/(1-x)=1.1 en développant on trouve x=0.52

Or 0.43mol est le réactif limitant => le système n évolue plus car un des réactifs est limitant

Donc voila ce que je comprends pas c est a quoi bon de calculer x=0.52 si on sait qu' on a un réactif limitant. En réfléchissant je me suis dit qu'il fallait en fait prendre x=0.43 car c est la valeur minimale et que 0.43<0.52 et on peut pas avoir une quantité de matière négative lorsque on se place à l état final.
êtes vous d'accord avec moi?
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[invite7a8c7633]

Le tableau correspond à: Fe3O4(s) + Co(g)<--->3FeO(s) + CO2(g)
.............................. .........0.43......... 1................ 0........... 0
.............................. .......0.43-x....... 1-x.............. 3x......... x
.............................. ....... 0............. 0.57........... 1.29....... 0.43

[invite3f51e531]

Tu sais justement que le réactif est entièrement consommé car 0,43<0,52 d'où l'intérêt de calculer x=0,52 (qui est la valeur de x dans le cas ou l'équilibre est atteint). Sans ça rien ne te prouverait qu'il reste 0 mol de Fe3O4 a la fin

Ça te permets de conclure que le réactif est entièrement consommé et que la réaction est totale donc n'évolue plus...

(c'est ce que je dirais à première vue si j'ai bien compris ta question)

[mach3]

Fe3O4(s) + Co(g)<--->3FeO(s) + CO2(g)

attention à la notation, CO est le monoxyde de carbone alors Co est le cobalt. Ce n'est pas pour rien que dans les symboles des éléments la première lettre est majuscule et la deuxième minuscule.

m@ch3

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite7a8c7633]

C est ce qu' il me semblait mais pourquoi on parle de réaction à l équilibre, si pour moi une réaction qui a un réactif limitant est une réaction totale

[mach3]

il se trouve qu'ici l'équilibre (au sens respect de la constante K de la réaction) ne peut pas être atteint par manque de réactif. Il faut consommer 52% du monoxyde de carbone présent pour atteindre l'équilibre (avoir le rapport 1,1 entre CO2 et CO) or il n'y a pas assez d'oxyde ferrique pour consommer tout ce monoxyde de carbone.
Meme si on ne retrouve pas l'équilibre à la fin (il n'y a plus de Fe3O4 donc il n'a plus de sens), l'équilibre et sa constante nous sert à prédire ce qui va se passer au vu des quantités initiales. Une constante supérieure à 0,75 signifie dans ce cas de figure que tout l'oxyde ferrique sera consommé avant l'équilibre. Une constante inférieure signifie qu'on arrivera à un équilibre avec encore du Fe3O4 présent à la fin. Une constante très faible (genre 10^-4 ou moins) signifie qu'il ne se passera rien (ou rien de notable en tout cas).

m@ch3

[invite7a8c7633]

D'accord c est clair maintenant, juste une petite dernière question:
la quantité de matière totale a été retrouvé comme ca: nt=(1-x)+x
pourquoi c est comme ca pq? (1-x) et on ajoute le x et le x vaut 0.43 ou c est le x qu' on a trouvé par calcul c à d 0.52?

[invite3f51e531]

Attention, nt c'est ici la quantité de matière totale en phase gazeuse à la fin de la réaction.

Si tu regardes ton tableau d'avancement tu remarques qu'on a a la fin de la réaction (1-x) mole de CO et x mole de CO2.

Donc au total tu as a la fin de la réaction (1-x)+x mole de gaz en tout ce qui fera 1 quelque soit l'avancement x de la réaction. Donc pour ta question de savoir si on prend x=0,43 ou x=0.52 ça ne changera rien a la qté de gaz ca fera toujours 1, quelque soit l'avancement de la réaction, au final dans ton système si on additionne les quantités de gaz on trouvera toujours 1mole.

Une réaction qui conduit à un équilibre (équilibrée comme on dit dans ton énoncé) n'atteint pas toujours l'équilibre, il faut que les conditions initiales soient réunies.

Si tu veux savoir quel sera l'avancement x de ta réaction ça dépend des conditions initiales, comme on a dit tout a l'heure soit tu as assez de réactifs et l'équilibre auquel cette réaction conduit sera atteint, dans ce cas x=0,52

soit tu n'en a pas assez comme dans ton exemple (ou on a 0,43mol) et l'équilibre ne pourra pas être atteint et x dépendra de la quantité de réactifs que tu as mis (par exemple ici c'est 0,43 mol).