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Pressions partielles à l'équilibre
Bonsoir,
Je suis actuellement face à un problème devant la dernière question d'un de mes exercices de chimie, qui est le suivant :
La réaction est la suivante : CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g)
Tout d'abord, voici la première question :
On place dans un réacteur fermé à volume constant thermostaté à 523 K, 2 moles de
H2, 2 moles de CO et 1 mole de CH3OH. La pression totale initiale dans le réacteur est
Pi=10bar.
Calculer le quotient de réaction et en déduire le sens de la transformation.
Je pense avoir trouvé le bon résultat, j'ai trouvé : 
=0,625, mais une confirmation serait la bienvenue.
Voici la question sur laquelle je bloque, malgré mes nombreuses tentatives :
Dans les conditions précédentes, on mesure une pression totale de 13 bar lorsque la
réaction atteint l'équilibre. Déterminer les pressions partielles à l'équilibre de CO, H2
et CH3OH dans le réacteur.
Merci d'avance pour vos éventuelles réponses et bonne soirée.
Bonsoir,
Les fractions molaires valent :
Le quotient de réaction vaut :
X désigne une fraction molaire, P est la pression totale, P° =1bar.
Bonjour,
Je n'avais pas utilisé la bonbe méthode, j'avais calculer le quotient avec les quantités de matières initiales, je ne devrais pas trouver la même chose?
Et pour ma deuxième question, je sais définir les pressions partielles initiales, mais mon problème pour les pressions partielles à l'équilibre est que je ne parviens pas à calculer l'avancement xeq de la réaction à l'équilibre.
Merci beaucoup pour cette première réponse qui m'a beaucoup aidé, j'espère avoir une réponse à mon deuxième problème.
Bonjour
Si tu notes ξ l'avancement à l'équilibre , un tableau d'avancement conduit à des quantités de CO égale à (2 -ξ ) , une quantité de H2 égale à (2-2ξ )et à une quantité de CH3OH égale à (1+ξ ) La quantité totale de gaz vaut maintenant (5-2ξ ). Tu exprimes alors l'expression du quotient de réaction à l'équilibre e en fonction de ξ et de la pression totale P=13bar puis tu écris, puisqu'il s'agit d'un équilibre :
e=K : constante d'équilibre fournie par l'énoncé.
Tu en déduiras la valeur de ξ puis les pressions partielles.
j'avais calculer le quotient avec les quantités de matières initiales, je ne devrais pas trouver la même chose?
Mais ce sont bien les quantités de matières initiales que j'ai utilisées pour calculer les fractions molaires initiales dans mon premier message ! Revois attentivement mon calcul pas à pas et essaie de comprendre d'où vient ton erreur !
Je viens d'essayer la méthode que vous m'avez proposé, mais je ne vois quand est-ce que je dois introduire la pression totale P=13bar.
Avec le tableau d'avancement j'ai obtenu :
= K
Si j'ai bien calculer, la constante d'équilibre K vaut : K = 1,79
10^-3.
Or l'année dernière en chimie, lorsque nous voulions connaître nous obtenions une équation du second degré donc je suppose que j'ai du faire une erreur ou que j'ai mal compris vos explications.
Je suis désolée d'insister mais cette question n'est vraiment pas claire pour moi, je vous remercie beaucoup de me répondre.
Pour intégrer P=13bar, j'utilise la formule pour calculer que vous m'avez proposé dans une réponse précédente. J'obtiens alors :
En faisant les factorisations, les calculs, etc. je trouve une équation de la forme :
Je ne sais pas déterminer la solution de cette équation et c'est équation me paraît assez étrange.
Reprends mon message d'hier et applique-le au cas de l'équilibre. Tu ne semble pas avoir très bien compris comment calculer un quotient de réaction.
Tu vois bien que la pression totale P intervient !
La valeur de la constante d'équilibre est-elle bien fournie par l'énoncé ? Logiquement oui, sinon l'énoncé n'aurait pas demandé de déduire de la valeur du quotient de réaction initial le sens de la transformation. Pourtant, dans ton dernier message, tu parles de constante d'équilibre calculée... Pour t'aider efficacement, il faudrait vraiment un énoncé complet !
Bonsoir et merci encore pour vos réponses.
L'énoncé de mon exercice est l'exercice n°2 du lien suivant : 
***Raccourci url ajouté***
J'ai calculé la constante d'équilibre K grâce aux données suivantes :
rH0 = -99,6 kJ.mol-1
rS0 = -243 J.mol-1
Avec la formule : rG0 = rH0 - TrS0
Puis cette autre formule :
J'ai abouti à : K = 1,7910-3
C'est pour cela que je parle de K calculé et non de K fourni par l'énoncé.
Je pensais qu'il était possible de calculer le quotient de la réaction seulement avec les quantités à l'équilibre et la quantité totale, désormais j'ai compris que ce n'était pas possible, merci pour cela car je n'aurais jamais compris ma faute sans vous.
Cependant quoiqu'il arrive, je tombe sur une équation que je ne sais pas résoudre pour déterminer .
J'attends votre réponse avec impatience pour enfin comprendre cette fin d'exercice qui me pose de sérieux soucis.
Merci pour l'énoncé !
D'accord avec toi pour la valeur numérique de K.
Pas d'accord avec l'expression du quotient de réaction à l'équilibre. Selon moi :
Tu as un problème de numérateur ; selon moi :
Avant de se lancer dans une résolution numérique, il faut réfléchir ! A la première question, tu as obtenu >K : cela signifie que le sens spontané de la réaction est le sens inverse : la réaction se déplace dans le sens qui consomme le méthanol. La valeur de l'avancement à l'équilibre doit être négative. La quantité de méthanol qui disparaît ne peut être inférieure à la quantité initiale : il faut donc chercher une valeur de l'avancement final vérifiant : -1 < ξ < 0 avec ξ en mole.
Cela est cohérent avec l'augmentation de pression de 10 à 13bar : dans une enceinte isotherme et de volume fixe, l'augmentation de pression ne peut être due qu'à une augmentation de la quantité de gaz. D'après les valeurs des coefficients stœchiométriques, la quantité de gaz augmente lorsque la réaction se produit en sens inverse.
La résolution numérique conduit à ξ
-0,756mol.
Merci pour votre réponse.
Je suis d'accord avec le fait que je dois trouver un négatif vu mes résultats aux questions précédentes.
Je ne vois pas du tout où se trouve mon problème dans le quotient de réaction, j'ai fais plusieurs fois le calcul et je trouve toujours la même expression...
Selon vous, où se trouve mon erreur? À quoi devrait ressembler mon expression? S'il vous plaît.
Je viens de trouver mon erreur, j'ai oublié un coefficient 2 à un moment ce qui me donne bien 5 et non 15 au numérateur.
Je suis bien contente d'avoir trouvé cette faute mais je ne vois toujours pas comment trouver la solution de l'équation obtenue.
Il se fait tard, je suppose que vous avez autre chose à faire, j'espère que vous pourrez m'expliquer demain.
Bonsoir,
Dans certain cas simples le rapport des deux polynômes est soit très grand devant 1, soit très petit devant 1. En laissant les deux polynômes sous forme factorisée, il est alors possible d'obtenir simplement une solution approchée.
Ici, avec un rapport de 0,304, je ne vois qu'une méthode précise : utiliser un programme de résolution numérique en demandant au programme de rechercher la solution comprise entre -1 et 0. Les calculatrices possèdent en général un tel programme ainsi que nombre de logiciels utilisés en post bac : Scilab, Matlab, Mathématica, Maple... Au pire, il te reste à programmer une dichotomie.
Bonsoir,
Merci pour toutes vos à mes questions, je vais utiliser la solution que vous m'avez donné pour calculer les pressions partielles et puis cela suffira je pense.
Bonne soirée et merci encore pour tout.
je vais utiliser la solution que vous m'avez donné pour calculer les pressions partielles et puis cela suffira je pense.
Tout de même, dès que tu auras un peu de temps, entraîne-toi à résoudre numériquement ce genre d'équation avec ta calculatrice ou avec un ordinateur. Cela pourra te servir pour la suite de tes études.
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