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évolution spontannée d'un système
Bonjour, j'aurais besoin d'aide pour cet exo. merci.
1)En plongeant une lame de fer décapée dans une solution de sulfate de cuivre II, on constate que celle-ci se recouvre d'une couche noirâtre de cuivre. Lorsque l'on plonge une lame de cuivre dans une solution de sulfate de fer II, on n'observe aucune transformation apparente.
a)écrire les demi-équations des deux couples oxydant-réducteur mis en jeu.
b)écrire l'équation de la réaction en indiquant le sens de la réaction spontanée.
2. On réalise un mélange, de volume égal à 100mL, contenant des ions cuivre II à la concentration 1,00.10-3 mol/L et des ions fer II de concentration 1,00.10-4 mol/L. On verse 1 g de poudre de fer dans cette solution. La constante d'équilibre de la réaction directe K a pour valeur 1.1026.
a)exprimer la constante d'équilibre K de la réaction.
b)calculer le quotient de réaction Qr,i dans l'état initial. En déduire le sens d'évolution du système.
c) à l'état d'équilibre, calculer la masse de fer disparue, la masse de cuivre apparue et les concentrations finales en ions fer II et cuivre II dans la solution.
Réponse:
1)a)Cu2++2e-=Cu et Fe2++2e-=Fe ?
1)b)je ne m'en sort pas trop avec les réactions d'oxydoréduction, donc j'ai un peu de mal à trouver l'équation de la réaction
Bonsoir,
Cu2+ + 2 e- = Cu
Fe = Fe2+ + 2 e-
==> Cu2+ + Fe = Cu + Fe2+
Le sens est de la gauche vers la droite.
Oui, sauf que l'évolution spontanée se fait de droite à gauche parce qu'on obtient :
Cu + Fe2+ = Cu2+ + Fe
L'équation finale est "à l'envers" en quelque sorte...
On te l'indique dans l'exo :
En plongeant une lame de fer décapée dans une solution de sulfate de cuivre II, on constate que celle-ci se recouvre d'une couche noirâtre de cuivre. Lorsque l'on plonge une lame de cuivre dans une solution de sulfate de fer II, on n'observe aucune transformation apparente.
Donc le fer doit se trouver à gauche dans l'équation finale ainsi que Cu2+ (ce sont les réactifs).
D'une façon plus générale, pour savoir dans quel sens évolue une réaction, il faut utiliser le quotient de réaction que l'on compare à la constante d'équilibre de la réaction.
Non, la concentration d'un solide, ça ne veut rien dire...
Quand il y a un solide, on met 1 à la place de la concentration.
K = [Fe2+]eq / [Cu2+]eq
ok.
je suis à la 2)c) j'ai fait un tableau d'avancement. donc, n(Cu2+)i=10-4 mol ; Fe je met en excès ; n(Cu)f=10-4 mol ; n(Fe2+)i=10-5 mol et n(Fe2+)f=1,1.10-4 mol ?
Oui
| Cu2+ | + Fe | = Cu | + Fe2+ | |
| initial | 10-4 | nFe | 0 | 10-5 |
| intermédiaire | 10-4 - x | nFe - x | x | 10-5 + x |
| final | 10-4 - xeq | nFe - xeq | xeq | 10-5 + xeq |
Effectivement, n(Fe2+) = 1,1.10-4 mol...
Mais comment l'as-tu trouvé ?
d'après l'énoncé, la concentration des ions fer II=1,00.10-4 mol/L donc n(Fe2+)i=10-4*0,1=10-5 mol. Xmax=10-4 mol donc n(Fe2+)f=10-5+10-4=1,1.10-4 mol
Tu considères que la réaction est totale... ce qui est quasiment vrai (constante d'équilibre = 1026).
Et pour Qr,i ?
Oui... Comme la constante d'équilibre est égale à 1026, Qr,i < K, donc la réaction évolue dans le sens direct.
Si on veut faire le calcul de K, on a :
Comme on pouvait le prévoir, Cu2+ a quasiment entièrement disparu. La réaction est quasi-totale.
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