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Chimie 5:
Chimie des solutions
Équilibre chimique
Équilibre ionique : argent solide
Équilibre ionique : argent solide
Ag+(aq) + Fe2+(aq)
Ag(s) + Fe3+(aq)
À 25oC, un mélange contient initialement de l'argent solide
Ag, des ions Ag+, Fe2+, et Fe3+.
selon les concentrations suivantes:
[Ag(solide)] = 1.00
[Ag+]o = 0.200 M
[Fe2+]o = 0.100 M
[Fe3+]o = 0.300 M
La constante d'équilibre est K = 2.98 .
a) Prévoir le sens d'évolution spontanée du système.
b) Calculer les concentrations des espèces chimiques à
l'équilibre.
Réponse:
a)
Le quotion réactionnel est :
Q = [Fe3+]/[Ag+][Fe2+] =
0.300 /0.200 x 0.100 = 150.00
Q = 15.00
15 > 2.98 → Q > K, le système se déplace vers la gauche
(sens inverse).
La RICE table des concentrations , en M = mol/L, est:
| Réaction | Ag+ | Fe2+ |
Fe3+ | Ag(s) |
| Initiale | 0.2 | 0.1 |
0.3 | solide |
| Changée | + x | + x |
- x | - x |
| à l'Équilibre | 0.2 + y | 0.1 + y |
0.3 - y | solide |
b)
Nous avons:
K = (à l'équilibre) = [Fe3+]/[Ag+][Fe2+]
= (0.3 - y)/(0.1 + y )(0.2 + y)
On doit résoudre l'équation:
(0.3 - y)/(0.1 + y )(0.2 + y) = 2.98
Elle se ramène à:
2.98 y2 + 1.894 y - 0.2404 = 0
y = (-1.894 + 2.54 )/( 2 x 2.98) = 0.108
y = 0.108
Ainsi à l'équilibre, on a les concentrations suivantes:
[Ag+] = 0.200 + 0.108 = 0.308 M
[Fe2+] = 0.100 + 0.108 = 0.208 M
[Fe3+] = 0.300 - 0.108 = 0.192 M
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