Evolution spontanée d'un système (Exercice)

Exercice 1 Acide lactique et acide ascorbique

Soit un système obtenu en dissolvant dans l'eau distillée n₁= 1,5 mmol d'acide lactique C₃H₆O₃, n₂ = 2,0 mmol de lactate de sodium Na⁺,C₃H₅O₃^- , n₃ = 4,0 mmol d'acide ascorbique C₆H₈O₆ et n₄ = 1,0 mmol d'ascorbate de sodium Na⁺,C₆H₇O₆^-, de façon à obtenir V = 200 mL de solution. Ce système peut être le siège de la réaction suivante :

C₃H₆O₃ + C₆H₇O₆^- = C₆H₈O₆ + C₃H₅O₃^-

pKa (C₃H₆O₃ / C₃H₅O₃^- ) = 3,85
pKa (C₆H₈O₆ / C₆H₇O₆^- ) = 4

Exercice 2 Les ions étain

Les ions étain (IV) peuvent réagir avec les ions thiosulfate selon l'équation :

Sn ⁴⁺ + 2 S₂O₃^{2 -} = Sn²⁺ + S₄O₆^{2 -}

Dans un système à l'équilibre, on trouve les espèces suivantes:

[ Sn ⁴⁺] = 1,0. 10^{- 2} mol.L^{- 1} , [ Sn²⁺ ]= 0,10 mol.L^{- 1} , [ S₂O₃^{2 -} ] = 0,10 mol.L^{- 1} et [S₄O₆^{2 -} ] = 0,11 mol.L^{- 1}

On réalise un autre système en introduisant initialement dans 200 mL d'eau sans variation de volume :

n( Sn ⁴⁺) = 1,2 mmol , n( Sn²⁺ ) = 2,0 mmol , n( S₂O₃^{2 -} ) = 2,1 mmol et n(S₄O₆^{2 -} ) = 1,0 mmol

Ex 1 : Calculer la constante K de cette réaction ( 2 chiffres significatifs)
Ex 1 : Calculer le quotient de réaction dans l'état initial Qri du système étudié. (2 chiffres significatifs)
Ex 1 : Dans quel sens le système évolue-t-il ?
1. Le système évolue dans le sens direct
2. Le système évolue dans le sens inverse.
Ex 1 : Après avoir établi le tableau d'avancement de cette réaction, calculer la valeur de l'avancement volumique à l'équilibre y_eq ( en mmol/L avec 2 chiffres significatifs) ( donner la valeur positive de la valeur calculée. Elle est en effet négative étant donné la réponse précédente !)
Ex 1 : En déduire la concentration (en mmol/L) des ions lactate à l'équilibre ( 2 chiffres significatifs)
Ex 1 : Quelle est le pH de la solution lorsque l'équilibre chimique est formé ? ( 2 chiffres significatifs )
Ex 2 : Calculer la constante K de la raéction.
Ex 2 : Calculer le quoteint de réaction dans l'état initial Qri. (3 chiffres significatifs)
Ex 2 : Dans quel sens le système évolue-t-il ?
1. Le système évolue dans le sens direct.
2. Le système évolue dans le sens inverse.
Ex 2 : Quelle est la valeur de l'avancement à l'équilibre x_eq ?
1. 0,509 mmol
2. 5,10 mmol
3. 0,0087 mmol