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Exercice sur l'équilibre chimique
Bonsoir !
J'ai un exercice qui me pose problème ! (Enfin plusieurs mais c'est un seul par sujet alors :p). Et j'aurai besoin d'aide si cela ne vous dérange pas.
En fait nous avons l'équation suivante :
Fe(s) + H2O(g) --> FeO(s)+H2(s).
avec pour indication que la constante d'équilibre vaut 1.10^4 (navré j'ai pas bien compris comment marche le bouton exposant dans l'aperçu ça ne fonctionne pas).
Première question : Quelles sont les fractions molaires de H2 et H2O dans la phase gazeuse ?
Pour répondre à cela j'ai juste posé que K = Ph2/PH2O. Pour en déduire que la XH2/XH2O (X étant la fraction molaire) = K.
Soit au final montrer que la fraction molaire que H2 est juste 10'000 fois supérieur à celle de l'eau. Est-ce que tout ceci est correct ?
Car sinon je ne comprends pas l'interet de la seconde question qui est :
Que se passe-til si on fait passer sur un mélange Fe/FeO contenue dans un four à 1000°C, un courant gazeux formé du mélange dihydrogène/eau ? Dans lequel la fraction molaire de la vapeur d'eau est 10^-3.
Je me dis qu'il faut juste faire l'application numérique mais cela me semble un peu trop facile, de plus je ne sais pas trop quoi dire à par qu'effectivement la réaction écrite en énoncé va pouvoir se dérouler, et que le Fer va être consommé ainsi que l'eau pour donné du FeO et du l'H2...
Voilà j'aurai aimé savoir si vous aviez des pistes, ou si je suis totalement à côté de la plaque.
Merci à vous et bonne soirée !
Bonsoir
Tout ce que tu as fait sur l'équilibre chimique est très bien !
Pour la dernière question : tu peux calculer le quotient de réaction Qr à l'entrée dans le four puis tu le compares à la constante d'équilibre pour conclure :
Qr<K : évolution spontanée de la réaction dans le sens direct
Qr=K : équilibre chimique ; pas de réaction
Qr>K : évolution spontanée de la réaction dans le sens indirect (inverse).
Bonsoir ! Merci pour la réponse !
Le seul problème qui se pose c'est que, ne dois-je pas prendre en compte les solides ? Car je n'ai aucune information sur ces derniers ! Ou alors parce qu'on parle des fractions molaires dans la phases gazeuses, j'ai le droit de ne travailler que le quotient de réaction pour ces derniers ?
Si tel est le cas, mon quotient je peux écrire que c'est l'activité de mon di-hydrogène divisé par l'activité de mon eau, donc ce qui revient aux fractions molaire !
On a donc XH2/XH2O or sachant que XH2O vaut 10^-3 et que la fraction molaire de mon dii-hydrogène doit-être 10'000 fois supérieur, celle-ci vaut 10.
Dans ce cas là 10/10^-3 = 10'000 = K. Donc, d'après Q=K il n'y a pas de réaction.
Seulement, je suis sûr de m'être trompé quelque part et de ne pas appliqué la bonne formule :/. Merci beaucoup !
Je ne sais pas si cela est à ton programme : en toute rigueur, le quotient de réaction et la constante d'équilibre font intervenir les activités. L'activité d'un solide vaut toujours 1 en présence du solide.
remarque hors sujet mais importante dans de nombreux exercices quant l'eau est aussi le solvant (solution aqueuse diluée) son activité vaut aussi 1...
Ici, à l'entrée dans le four, les deux solides sont présents. Le quotient de réaction vaut :
On constate : Qr<K donc réaction spontanée dans le sens de formation du dihydrogène.
Oui les notions d'activités sont dans notre programme, toutefois on ne l'a jamais vraiment utilisé pour des calculs alors ça me semble un peu abstrait on ne s'est pas attardé dessus.
Oui comme pour ma question 1 l'activité des solides je n'en prenait pas compte car elle ne fait qu'1 donc ça ne changeait rien ! Mais effectivement tout semble plus clair du coup, merci beaucoup pour cette éclaircissement !
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