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Physique-Chimie

Chimie

Introduction à l'équilibre chimique

Dans cette vidéo, Mathis explique en détail le concept d'activité chimique et comment l'utiliser pour calculer des quotients de réaction et des constantes d'équilibre. Il explique que l'activité d'une espèce gazeuse est égale à sa pression partielle divisée par la pression standard, tandis que l'activité d'une espèce en solution aqueuse est égale à sa concentration divisée par la concentration standard. Il souligne également que l'activité d'un solvant ou d'un solide est toujours égale à 1.

Ensuite, il donne des exemples concrets pour illustrer ces concepts. Il explique que la limaille de fer versée dans un verre d'eau pure est un solide, donc son activité est égale à 1. Il montre également que la solution d'acide chlorhydrique a une concentration de 1x10^-2 mol/L, ce qui correspond à son activité. Pour une bouteille d'hélium à 200 bar, il explique que l'hélium est un gaz, donc son activité est égale à la pression partielle en helium divisée par la pression standard, ce qui donne un résultat de 200. Enfin, il explique comment calculer les activités de diazote et de dioxygène dans l'air en utilisant les fractions molaires de ces gaz, qui sont respectivement d'environ 80% et 20%. En utilisant la pression totale de l'air (1 bar) comme pression standard, il obtient des activités de 0,8 pour le diazote et 0,2 pour le dioxygène.

Il conclut en disant que maintenant que nous avons une meilleure compréhension de la notion d'activité chimique, nous pourrons l'utiliser dans les exercices à venir.

Bonjour à tous, c'est Mathis de studio et dans cette vidéo on va revenir plus en profondeur sur une grandeur qu'on a introduite dans les exercices précédents, il s'agit de l'activité chimique. Alors effectivement on va devoir exprimer les activités de toutes les espèces chimiques mises en jeu dans les situations ci-dessous, comme ça on pourra exprimer très facilement des quotients de réaction ou encore des constants d'équilibre. Alors première espèce à considérer, la limaille de fer versée dans un verre d'eau pure. Alors si on reprend le raisonnement, il faut tout de suite identifier l'état dans lequel l'espèce se trouve pour pouvoir correctement calculer son activité. Donc pour petit rappel, on a l'activité d'une espèce gazeuse qui est égale à la pression partielle de cette espèce sur p0, la pression standard. L'activité d'une espèce en solution aqueuse, c'est la concentration de cette espèce divisée par c0, donc la concentration standard avec p0 qui est égale à 1 bar et c0 qui est égale à 1 mol par litre. Donc on n'oublie pas de diviser à chaque fois par les grandeurs standards. Et finalement, l'activité d'un solvant ou l'activité d'un solide, elle est égale à 1. Donc notre limaille de fer, elle a beau être versée dans un verre d'eau pure, c'est un solide, c'est du fer solide, donc l'activité est égale à 1. Ensuite, la solution d'acide chlorhydrique HCl à 1 fois 10 puissance moins 2 mol par litre, bien ici on identifie directement que c'est une espèce sous forme aqueuse, HCl aque, donc l'activité c'est la concentration divisée par c0. Et donc si l'on passe à l'application numérique, et bien l'activité ici c'est 10 puissance moins 2, puisqu'on a divisé par 1 mol par litre. Alors ensuite, la bouteille d'hélium à 200 bar, qu'on a en double, d'ailleurs c'est une petite erreur de frappe. L'hélium gazeux est gazeux, donc son activité c'est la pression partielle en hélium divisé par p0, et donc ici l'activité est égale à 200. On a bien une activité qui est sans unité, c'est en fait une ordre homogène à 1 mol. Et donc finalement, dernière question, diazote et dioxygène de l'air à pression atmosphérique. Alors pour ça, effectivement, on a un mélange de gaz, donc il faut bien séparer les pressions partielles. En fait, les pressions sont totalement dépendantes du coefficient molaire qu'on a dedans. Donc, vu qu'on est dans l'air, ça c'est un peu de culture générale, mais qu'il faut avoir lors des exercices à l'écrit ou à l'oral. La culture générale nous dit qu'on retrouve 80% environ de N2 dans l'air et 20% de O2. Donc on va pouvoir plus facilement exprimer les pressions partielles associées à ces gaz. Sachant que l'air est à environ 1 bar, et bien on a x N2 qui est égale à 0,8, la fraction molaire correspondant au diazote. Donc la pression partielle en N2 est 0,8 fois la pression totale. Pareil pour le dioxygène. Et donc finalement, on a une activité de N2 dans l'air qui est égale à 0,8 et une activité de O2 dans l'air qui est égale à 0,2. Puisque la pression totale ici, c'est la pression atmosphérique, c'est la pression standard P0 qui est égale à 1 bar. Voilà, on a commencé à mieux comprendre cette notion d'activité chimique, et on va pouvoir mettre en place dans les différents prochains exercices. Merci beaucoup d'avoir suivi cette vidéo, et puis à bientôt.

Activités chimiques

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