Évolution d’un système chimique Chapitre 2 : Évolution d’un système chimique

1. Concentration d’une espèce chimique Définitions : La concentration molaire c d'une espèce chimique en solution est la quantité de matière n de cette espèce présente dans un litre de solution : La concentration massique cm d'une espèce chimique en solution (soluté) est la masse m de cette espèce chimique présente dans un litre de solution :

La concentration molaire d’un cation Ax+ ou d’un anion By , notée [Ax+] ou [By], est égale au quotient de la quantité de matière de l’ion, présente dans la solution, par le volume, Vsolution, de la solution : 2. Mélange stœchiométrique Considérons l’équation de réaction suivante : a, b, c, d = coefficients stœchiométriques A et B sont les réactifs C et D sont les produits aA + bB  cC + dD Soient : n(A)conso , n(B)conso : les quantités de matière de A et de B consommées lors de la réaction ; n(C)formée et n(D)formée : les quantités de matière de C et de D formées lors de la réaction. Le déroulement de la transformation chimique peut être suivi à l’aide d’un tableau d’avancement (ou tableau d’évolution) :

ET / OU L’avancement maximal xmax de la réaction est tel que : n(A)0 – axmx = 0  xmax = ET / OU n(B)0 – bxmax = 0  x = xmax = Trois solutions sont donc possibles :

Cas des solides ioniques A RETENIR : Un mélange initial est dit stœchiométrique si les quantités de matières initiales des réactifs sont dans les mêmes proportions que les coefficients (ou nombre) stœchiométriques des réactifs.  A la fin de la transformation chimique, les réactifs ont totalement disparu et l’état final n’est constitué que des produits de la réaction. Cas des solides ioniques Soit AaBb (s) un solide ionique constitué de cations Ab+ et d’anions Ba. L’équation de la réaction de dissolution dans l’eau du solide s’écrit :  Il se forme alors la solution ionique (a Ab+ + b Ba) ou (a Ab+(solv) + b Ba(solv)) Le déroulement de la transformation chimique (dissolution) peut être suivi à l’aide du tableau d’avancement (ou tableau d’évolution) suivant :

 À l’état final, tout le solide s’est dissout, l’avancement est maximal et tel que : n(AaBb)0  xmax = 0  xmax = n(AaBb)0 Les concentrations des espèces chimiques en solution sont alors : la concentration effective en ions Ab+(aq) est :  la concentration effective en ions Ba–(aq) est :  