Introduction

Plan du cours

À l’issue de cette partie, vous devrez savoir :

Relier le caractère non total d’une transformation à la présence, à l’état final du système, de tous les réactifs et de tous les produits.
Mettre en évidence la présence de tous les réactifs dans l’état final d’un système siège d’une transformation non totale, par un nouvel ajout de réactifs.
Déterminer le sens d’évolution spontanée d’un système.
Déterminer un taux d’avancement final à partir de données sur la composition de l’état final et le relier au caractère total ou non total de la transformation.
Déterminer la valeur du quotient de réaction à l’état final d’un système, siège d’une transformation non totale, et montrer son indépendance vis-à-vis de la composition initiale du système à une température donnée

Vu en première

Un système chimique atteint l’état final si les quantités de matière des réactifs et des produits n’évoluent plus à l’échelle macroscopique.
Une transformation est totale si, à l’état final, au moins un réactif (appelé réactif limitant) est totalement consommé
L’avancement d’une réaction, noté $x$ et exprimé en moles, permet de caractériser l’évolution des quantités de matière, des réactifs et des produits au cours de la transformation chimique.

Pour une réaction $a A + b B ⇌ c C + d D$ on a, à temps t de la transformation chimique :

x (t) = \frac{n_{A} (t)}{a} = \frac{n_{B} (t)}{b} = \frac{n_{C} (t)}{c} = \frac{n_{D} (t)}{d}

Avancement suivant la nature de la réaction :

Transformation	Totale	Non Totale
État final	Au moins un réactif (limitant) a été consommé	Les réactifs sont tous encore présents
Avancement final $x_{f}$ et avancement maximal $x_{m a x}$	$x_{m a x} = x_{f}$	$x_{m a x} > x_{f}$

Le pH d’une solution aqueuse est défini par la relation :

p H = - l o g (\frac{[H_{3} O^{+}]}{c^{0}})

avec $[H_{3} O^{+}]$ en $m o l \cdot L^{- 1}$ et $c^{0} = 1, 0 m o l \cdot L^{- 1}$ la concentration standard.

On en déduit :

[H_{3} O^{+}] = 10^{- p H} \times c^{0}