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Résolution d'un exercice sur l'évolution vers l'équilibre

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Résolution d'un exercice sur l'évolution vers l'équilibre

Message  diloé le Lun 22 Déc - 13:50

Bonjour,

J'ai quelques soucis pour résoudre l'exercice suivant : (exercice corrigé pourtant... C'est le 11p189 en chimie).
On verse dans un bécher 100ml de solution de sulfate de cuivre CuSO4 de concentration c1=0,10mol/L et 100ml de solution de sulfate de zinc ZnSO4 de concentration c2=1,0mol/L. On ajoute (sans variation notable de volume)3,27g de poudre de zinc et 3,18g de poudre de cuivre.

La première question (écrire l'équation) no problem... après ça se corse... je ne comprends pas leur correction. "Exprimer le quotient de réaction dans l'état initial et calculer sa valeur" Exprimer ça va,mais pour calculer pourquoi on ne prend pas en compte la quantité de matière de poudre de zinc et de cuivre ajoutée (et donc dissoute en ions???non?) pour calculer [Zn2+]initial et [Cu2+]initial?
Ensuite j'ai réussi à trouver le sens d'évolution du système et qu'on pouvait considèrer la transformation comme totale. Mais pour donner la composition du contenu du bécher dans l'état final du système ,je bloque. J'ai fait un tableau d'avancement mais j'ai toujours ce problème des quantités de matière (s'il faut prendre en compte ou non la poudre ajoutée et pour quelle espèce). La correction ne m'avance pas beacoup pour comprendre tout ça!!
Voilà,je crois que j'ai tout dit. Si quelqu'un peut m'aider ça serait sympa.
Bonne vacances et bonnes fêtes à tous le monde!
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diloé

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Re: Résolution d'un exercice sur l'évolution vers l'équilibre

Message  Baka le Mar 23 Déc - 19:38

Tout d'abord je vois mal ce qui peut réagir dans cet exo (ou alors je me fait vieux) et j'ai pas volé de Bouquin de chimie récement.
Tu pourrais me cracher l'énoncé exacte, la réaction que tu as trouvé, et la forme littérale de ton Qr,initial s'il-te-plait ?
Ca pourrait m'aider à y voir plus clair et donc t'aider.


(je crois que le prof fête en avance NOEL avec une bouteille là...)
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Baka

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énoncé

Message  diloé le Dim 28 Déc - 10:46

Bonjour Baka,
Voici l'énoncé des questions (tu as le texte exact dans mon premier post)
a) Ecrire l'équation d'oxydation du zinc par l'ion Cu2+(aq) . J'ai mis : Zn(s) + Cu2+(aq)= Zn2+(aq) +Cu(s)
b)Exprimer le quotient de réaction dans l'état initial et calculer sa valeur : Qr,i=[Zn2+]initial / [Cu2+]initial
c)Sachant que la constante d'équilibre associée à l'équation écrite en a) a pour valeur K=4.4*10^18,déterminer le sens spontané d'évolution du système chimique contenu dans le bécher. (je pense que c'est le sens direct)
d) Comment peut-on qualifier cette transformation? (On peut dire qu'elle est totale)
e)Donner la composition du bécher dans l'état final du système.

Données : Masses molaires atomiques (en g/mol)
M(Zn)=65.4 M(Cu)=63.5

Mon problème vient essentiellement de la poudre qu'on rajoute. Je ne sais pas comment les faire intervenir.
Merci beaucoup
Joyeux Noël à tous! Laughing
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Re: Résolution d'un exercice sur l'évolution vers l'équilibre

Message  Baka le Mer 31 Déc - 0:11

Ah la vache j'ai compris, je vieillis...

Ta réaction est juste, c'est l'énoncé qui est moyen.
L'état initial, pour eux, c'est le moment où tu met la poudre de zinc dans le becher, quand rien n'a encore réagis.

Je vais te faire des shéma à paint parce que sinon on va rien comprendre.

Donc dans ton becher tu as :
_du Zn2+(aq) à 1,0 mol/L (c2)
_du Cu2+(aq) à 0,10 mol/L (c1)
_du Zn(s) (3,27g) et du Cu(s) (3,18g)
_et du SO4 2-(aq) qui sert à rien (spectateur) et en toute rigueur tu devrais le mettre dans tes calculs mais il s'annule très vite.


V1=V2, si, c'est important (ça simplifie)

a)Donc ton équation c'est OK.

b) Là c'est pas compliqué, car dans Qr (initial ou à l'equilibre) les solides n'interviennent pas. C'est dans le cours, c'est comme ça. Le Qr est un peu spécial à comprendre (moi même j'aurais du mal à expliquer).
Je trouve Qr,i=0,10 (j'y suis allé un peu vite)

c) Effectivement Qr,i << K = Qr,eq

La réaction s'effectue donc bien dans le sens direct, et de plus comme K est très nettement supérieur à Qr,i la réaction est quasi totale (considérée comme totale).

e)Sachant qu'elle est totale, le tableau d'avancement devient classique et c'est ici que tu te sert de la masse de la poudre de zinc ainsi que sa masse moléculaire.
Je trouve Cu 2+(aq) est réactif limitant c'est ça? (gros moment de doute) et n'oublies pas de te reporter au schéma car il reste aussi dans ton becher les SO4 2-(aq) spectateurs (les fourbes), et le pire, n'oublie pas les Zn 2+(aq) déjà présents que tu dois ajouter aux Zn 2+(aq) nouvellement "créés", pareil pour la poudre de Cu(s) (là c'est du vice parce que les Cu sont spectateurs et n'ont servi quà te faire douter de ta réaction, de plus ils faut penser à les ajouter, et en plus il faut les convertir en mol, à triple tranchant quoi).

T'as intérêt à lever la main en chimie pour montrer ton sans faute.
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Cool!

Message  diloé le Jeu 1 Jan - 13:03

Super j'ai réussi!!! Very Happy
Merci Baka pour cette belle réponse! Je pense avoir compris mais il y a encore un point sur lequel je voudrais confirmation : si j'ai bien compris la poudre de cuivre ajoutée à la solution forme un précipité (et est considèré comme Cu (s)) alors que la poudre de zinc donne du Zn2+(aq) c'est ça?
Je trouve aussi que le Cu2+ est limitant, Baka.
En tout cas merci beaucoup pour cette explication avec de beaux schémas qui permettent de tout comprendre facilement.
Bonne année à tous le monde
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Re: Résolution d'un exercice sur l'évolution vers l'équilibre

Message  Baka le Ven 2 Jan - 0:49

En fait quand tu dispose d'une SOLUTION de ZnSO4, en réalité (c'est le terme "solution" qui te le dit) tu dispose des ions Zn 2+(aq) et des ions SO4 2-(aq). Comme une solution doit rester neutre, c'est à dire pas chargée, les charges + et - doivent s'annuler. Donc ici il y a autant de Zn 2+ que de SO4 2- en solution.

Par contre, quand tu rajoute de la poudre de zinc, celle-ci (à moins que l'énoncé ne le laisse entendre) ne se dissout pas. Une poudre, c'est un solide, dis-toi que c'est une plaque de zinc qu'on rajoute (quand tu te douche avec ton bracelet en métal il ne se dissout pas, là c'est pareil).
Pour le Cu(s) c'est la même chose, les métaux solides ne se dissout pas dans l'eau c'est comme ça (j'en ai jamais vu, après demande au prof).

La poudre de zinc reste de la poudre, sauf qu'elle est en contact avec la solution et peut donc réagir. C'est tout.
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Re: Résolution d'un exercice sur l'évolution vers l'équilibre

Message  diloé le Ven 2 Jan - 11:55

Ok j'ai pigé. Cette fois ci tout est parfaitement clair. Merci beaucoup Baka t'es génial!!!! cheers
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Re: Résolution d'un exercice sur l'évolution vers l'équilibre

Message  Baka le Sam 3 Jan - 21:23

J'ai envi de dire "je sais, merci, les autographes sur la fesse droite c'est dans ma loge".

Tiens Mr. prof est mort ? Parce que j'aurais bien voulu ne pas te raconter de conneries non plus ... ce serais balot ...
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Re: Résolution d'un exercice sur l'évolution vers l'équilibre

Message  Prof le Sam 3 Jan - 21:45

Non mon cher Baka je ne suis toujours pas mort simplement de retour depuis peu et c'est avec délectation que j'ai pu lire tes échanges, on ne peut plus fructueux, avec Diloé ! Tes propos sont rigoureux et je salue sincèrement tes explications (ainsi que tes schémas ... prépa dessin c'est ça ... hum ... peut-être te faudra-t-il penser à un plan B ... au cas ou ... / Plus sérieusement, et je m'adresse aux autres lecteurs du forum, cette démarche de schémas est souvent - toujours !? - salutaire pour la résolution des exercices de chimie) qui sont claires et précises.

Merci encore pour le temps passé.

PS : la Team "705" ne pouvait être d'aucune utilité sur ce coup là ... chapitre non encore abordé pour cause de léger retard en raison du Bac Blanc.
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Re: Résolution d'un exercice sur l'évolution vers l'équilibre

Message  Baka le Lun 5 Jan - 21:21

(Yes ! J'aime qu'on me masse dans le sens du poil)

Pis d'abord je suis 4eme au classement des prépa (j'en ai tué beaucoup pour ça)
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