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CHIMIE (équilibre)

Posté par
rominai25
22-09-16 à 15:33

Bonjour, j'ai un exercice sur lequel je pense mettre trompé. J'aurais ainsi besoin de votre aide. Merci d'avance de votre aide.

L'énoncé : Après avoir défini le sens de la réaction
Malate + NAD(+) <-> OAA + NADH + H(+), calculer les concentrations à l'équilibre du malate, OAA, NAD(+), NADH lorsque la réaction à lieu dans des conditions standards et que les concentrations initiales sont de 10 mM.

Données : Eo (NAD(+)/NADH + H(+)) = -0,32 V; et Eo (OAA/ Malate)

1) J'ai trouvé que la réaction allait de droite à gauche en trouvant le couple avec le potentiel réducteur le + faible.

2) J'ai calculé  Go = -nFEo dans le sens de droite à gauche et est obtenu  Go = - 29 722 KJ/Mol.

Puis j'ai fais un tableau d'avancement pour pouvoir compléter ma formule-ci :  Go=-RTln(Keq)
Keq= Go/-RT12

or

Keq=[OOA][NADH + H(+)]/[Malate][NAO]
Keq=([x+10{-3}])([x+10{-3}])/([x-10{-3}])([x-10{-3}])
(x+10{-3})/(x+10{-3}) = 12
x+10{-3}=12 (x+10{-3})
13x - 1,30x10-2=0
x=1,00x10-3 mol

Je pense que c'est faux du fait qu'on retombe sur les mêmes concentrations de départ :s

ps : désolé Vanoise si encore une fois j'ai raté mon tableau ^^"

Posté par
vanoise
re : CHIMIE (équilibre) 22-09-16 à 19:51

Bonsoir

Citation :
Données : Eo (NAD(+)/NADH + H(+)) = -0,32 V; et Eo (OAA/ Malate)

Tu as oublié de fournir le second potentiel standard...
Attention aux unités et aux symboles : ton professeur n'est peut-être pas à cela près mais bon : la notation actuellement admise pour une enthalpie libre standard de réaction est :
\triangle_{r}G^{0}
et son unité est le J/mol ou le kJ/mol : les majuscules s'utilisent quand le nom de l'unité dérive de celui d'un scientifique : N  ,K, J... mais m, kg, mol...
La notation G désigne la variation d'enthalpie libre d'un système entre un état initial et un état final. Son unité est le joule ou le kilojoule.

Posté par
rominai25
re : CHIMIE (équilibre) 22-09-16 à 21:41

Eo (OAA/Malate)=-0.166 V

tGo = - 29 722 kJ/mol.

Mais je n'ai pas besoin du G ici ?

Posté par
vanoise
re : CHIMIE (équilibre) 22-09-16 à 22:25

Avec : 0,154V ; F96,5.103C/mol ; n=2, la formule que tu évoques conduit à :
r-29722J/mol -29,7kJ/mol ; je crois que tu as mélangé les joules et les kilojoules...
La constante d'équilibre K vaut, à 298K :

\triangle_{r}G^{0}=-RT\cdot\ln\left(K\right)\quad donc\quad K=e^{\left(\frac{-\triangle_{r}G^{0}}{RT}\right)}\approx e^{\left(\frac{29722}{8,314\cdot298}\right)}\approx e^{12}\approx1,63.10^{5}
 \\
K>>1 : la réaction est quasi totale...

Citation :
Mais je n'ai pas besoin du G ici ?

Tout à fait ! Je voulais juste te rappeler la différence entre les notations G et rG° ...

Posté par
rominai25
re : CHIMIE (équilibre) 22-09-16 à 23:06

Donc comme  la réaction est à l'équilibre on peut utiliser la constante d'équilibre K et seulement dans les conditions standards.

Mais est-il possible de résoudre l'exercice au moyen d'un tableau d'avancement, j'aimerais vraiment me familiariser avec ce genre de méthode

Posté par
vanoise
re : CHIMIE (équilibre) 23-09-16 à 12:19

Citation :
Donc comme  la réaction est à l'équilibre on peut utiliser la constante d'équilibre K et seulement dans les conditions standards.

La deuxième moitié de ta phrase est ambiguë...
K se détermine à partir de l'enthalpie libre standard de réaction mais il est possible d'écrire à l'équilibre chimique l'égalité : K=Qr (quotient de réaction) quelles que soient les conditions de température et de pression. Il faut remplir un tableau d'avancement (icône à droite de "Img" dans l'éditeur) :
constituantsMalateNAD+OAANADHH+
C. initiales(mol/L)10-310-30010-7
C. équilibre(mol/L)10-3-x10-3-xxx10-7+x

En négligeant les ions H+ fournis par l'autoprotolyse, cela conduit à un quotient de réaction :

Q_{r}=\frac{x^{3}}{\left(10^{-3}-x\right)^{2}}
 \\
Il suffit d'écrire ensuite qu'à l'équilibre : Qr = K. On peut s'épargner la résolution d'une équation de degré 3 en remarquant que la réaction est quasi totale puisque K>>1. On a ainsi : x10-3mol/L
La différence (10-3-x)  s'obtient par la relation approchée :

\left(10^{-3}-x\right)=\sqrt{\frac{x^{3}}{K}}\approx\sqrt{\frac{10^{-9}}{1,63.10^{5}}}\approx7,8.10^{-8}mol/L
 \\
\boxed{\left[Malate\right]=\left[NAD^{+}\right]\approx7,8.10^{-8}mol/L\quad;\quad\left[OAA\right]=\left[NADH\right]=\left[H^{+}\right]\approx10^{-3}mol/L}
 \\

Posté par
rominai25
re : CHIMIE (équilibre) 03-10-16 à 14:29

Merci Vanoise pour la réponse détailler. Je tiens à préciser que nous avons résolu l'exercice avec une équation du second degré.  De plus il nous était pas demander de calculer la concentration de chacun au final. Mais pas grave sa permet d'apprendre.

Bonne journée



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