Équilibres simultanés : mélange d'acides n°2

La méthode décrite au premier paragraphe du chapitre sur les équilibres chimiques s'applique de la même façon lorsque plusieurs réactions chimiques se déroulent simultanément , la seule différence venant du fait qu'il faudra à présent écrire plusieurs égalités "quotient réactionnel = constante d'équilibre" et tenir compte de l'ensemble des réactions possibles pour établir les relations provenant de l'écriture des bilans réactionnels.

La principale difficulté consistera à résoudre le système d'équations obtenu le plus rapidement possible mais sans approximations incorrectes...

Exemple : Equilibres homogènes , Mélange d'une solution d'acide méthanoïque et de phénol.

Soit un litre d'une solution aqueuse contenant 0,01 mol d'acide méthanoïque et 0,01 mol de phénol . Calculez les concentrations des ions présents dans cette solution.

Données :

réaction 1 :

réaction 2 :

réaction 3 :

  • Solution non-détaillée :

espèce

concentrations en

  • Solution détaillée :

Remarquons tout d'abord que les constantes d'équilibre des réactions 2 et 3 sont beaucoup plus faibles que celle de la réaction 1. On peut donc faire l'hypothèse que ces deux réactions n'auront pas d'influence sur le bilan de formation de l'ion . On ne prendra en compte ces réactions que pour calculer les concentrations des ions et une fois la concentration des ions calculée.

On a donc une seule relation à l'équilibre :

puisque l'activité de l'eau est assimilée à 1. Les concentrations des espèces sont exprimées en mol.L-1 et représente la concentration de référence d'une mol.L-1. Ces deux égalités doivent être complétées par les relations de bilan réactionnel ci-dessous où représente l'avancement de réaction de la réaction 1 .

espèce

quantité de matière initiale

0,01

0

0

quantité de matière finale

concentrations en

En remplaçant les concentrations par leurs expressions en fonction de dans la relation ci-dessus, on obtient une équation du second degré dont la résolution donne . On obtient donc les trois concentrations en acide méthanoïque , ion méthanoate et hydronium . Les concentrations des autres espèces présentes se calculent à partir des autres relations à l'équilibre :

et

espèce

concentrations en

On vérifie que la contribution des réactions 2 et 3 à la formation d'ions est bien négligeable.

Légende :
Apprendre
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S'exercer
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