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Physique-Chimie

Chimie

Evolution spontanée d'un système chimique

Dans cette vidéo, nous étudions la réaction entre le Lyon Fe3+ et le Lyon Thiocyanate Scn-. La réaction forme un complexe rouge-sang de formule FeScn2+. L'équation de la réaction est une réaction d'oxydo-réduction entre le Lyon Fe3+ et Scn-. On forme ce complexe en mélangeant une solution de Chlorure de Fer3 avec une solution de Thiocyanate de Potassium.

La valeur du quotient de réaction à l'état initial est évaluée en utilisant la concentration initiale en FeScn2+, la concentration initiale en Fe3+ et la concentration initiale en Scn-. La concentration initiale en FeScn2+ est nulle, donc le quotient de réaction à l'état initial est également nul.

La réaction s'équilibre progressivement lorsque les concentrations commencent à varier. Lorsque le quotient de réaction est inférieur à la constante d'équilibre, la réaction a lieu dans le sens direct. Au fur et à mesure de la réaction, la concentration en complexe augmente tandis que la concentration en produits diminue.

Le quotient de réaction augmente au fur et à mesure de la réaction et s'arrête lorsque le quotient de réaction est égal à la constante d'équilibre, atteignant ainsi l'état d'équilibre.

Dans le cas où le quotient de réaction est supérieur à la constante d'équilibre, la réaction a lieu dans le sens indirect et le complexe se dissocie en Fe3+ et SCN-.

En utilisant ce raisonnement et en comparant le quotient de réaction à la constante d'équilibre, nous pouvons prévoir le sens d'évolution d'une réaction chimique.

Bonjour à tous, c'est Matisse de Studio, et dans cette vidéo, ça y est, on va enfin prévoir le sens d'une réaction. Alors, Lyon Fe3+, réagit avec Lyon Thiocyanate Scn- en formant un Lyon complexe rouge-sang de formule FeScn2+. Alors, à partir de là, il faut écrire l'équation de la réaction de formation de ce complexe, et on nous dit que sa constante d'équilibre vaut K, qui est égale à 160 A252. Très bien. Alors, c'est tout simplement une réaction d'oxydo-réduction entre Lyon Fe3+, et Scn-. Donc, l'équation de réaction, eh bien, on additionne les deux pour donner un complexe. Alors, le complexe, c'est une entité chimique particulière qui vient avec une notation qui est aussi particulière. Donc, cette notation avec des crochets, juste ici, ça signifie que c'est un complexe. Alors, à partir de là, on forme ce complexe en mélangeant une solution de Chlorure de Fer3, donc un mélange de Fe3+, et 3Cl-, avec une solution de Thiocyanate de Potassium, K+, Scn-, Alc. Alors, quelle est la valeur du quotient de réaction à l'état final ? Donc, si on considère cette réaction, juste ici, eh bien, il faut évaluer le quotient de réaction à l'état initial, pardon. Donc, à partir de là, le quotient de réaction, on le sait, c'est la concentration en FeScn2+, donc ici, c'est un peu compliqué de mettre des crochets autour de crochets, donc on a cette convention juste ici. Donc, c'est simplement un crochet avec la charge qui passe à l'intérieur. Donc, la concentration initiale en FeScn2+, fois C0, bien sûr, en arrangeant les C0, divisé par la concentration en Fe3+, fois la concentration en Scn- initiale. Et c'est à la puissance 1, puisqu'on a seulement des coefficients stoichiométriques 1. Donc, c'est une définition, enfin, c'est une méthode qu'il faut savoir. N'hésitez pas à revoir les vidéos si vous ne vous souvenez plus comment est-ce qu'on établit cette expression du quotient de réaction. Et donc, à partir de là, on va l'évaluer. On part avec une concentration en complexe qui est nulle. Il n'y a pas encore de complexe dans la solution lorsque l'on commence la réaction. Donc, la concentration en FeScn2+, initiale, est égale à 0, ce qui annule la valeur du quotient de réaction à l'état initial. Alors, comment est-ce qu'on peut se servir de cette information ? Eh bien, justement, il faut en déduire. Quelle est sa valeur à l'état final d'équilibre ? Eh bien, en fait, la réaction va petit à petit s'équilibrer lorsque les concentrations vont commencer à varier. Donc ici, ce qui est important de souligner, c'est que le quotient de réaction est strictement inférieur à la constante d'équilibre. C'est toujours ces deux grandeurs-là qu'il faut comparer entre elles. Alors, lorsque le quotient de réaction est strictement inférieur à la constante d'équilibre, eh bien, la réaction a lieu dans le sens direct. C'est-à-dire qu'elle a lieu dans ce sens-là. Fe3+, Scn- sont bien les réactifs, tandis que le complexe est le produit. Donc, au fur et à mesure de la réaction, si on regarde comment cette grandeur va évoluer, il va se former du complexe, donc le numérateur va augmenter, tandis qu'il va disparaître des produits, donc le dénumérateur va baisser. Donc au final, qu'est-ce qu'on peut dire ? Eh bien, le quotient de réaction va augmenter au fur et à mesure de la réaction. Et quand est-ce que ça va s'arrêter ? Eh bien, ça va s'arrêter lorsque le quotient de réaction, à l'instant TF, est égal à la constante d'équilibre. C'est-à-dire qu'on a atteint, effectivement, l'état d'équilibre. On aurait pu se trouver dans un troisième cas, lorsque le quotient de réaction est supérieur strictement à la constante d'équilibre. Eh bien, à ce moment-là, la réaction a lieu dans le sens indirect. C'est-à-dire que si on s'était placé dans ce cas-là, le complexe serait dissocié en FE3+, et SCN-. Voilà, c'est la fin de cet exercice très crucial sur comment est-ce qu'on utilise ce quotient de réaction, très très important, ce raisonnement, donc cette comparaison entre le quotient de réaction et la constante d'équilibre, qui nous permet quand même de faire quelque chose de très badass, de prévoir le sens d'évolution d'une réaction chimique à partir des ingrédients qu'on a mis dans notre marmite. Merci beaucoup d'avoir suivi cette vidéo, et puis je vous dis à bientôt !

Sens de réaction

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