Chimie 5:
Chimie des solutions
Équilibre chimique
Monoxyde de carbone avec la vapeur d'eau

Monoxyde de carbone avec la vapeur d'eau

La réaction entre le monoxyde de carbone avec la vapeur d'eau produit du dioxyde de carbone et du dihydrogène:

CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(G)

À 700 ^oK (427 ^oC) , dans un volume de 1.00 L, on introduit 1.00 mole de chacun des espèces chimiques CO, H2O, CO2 et de H2.

a) Prévoir le sens d'évolution spontanée du système.

b) Calculer les concentrations des espèces chimiques à l'équilibre.

la constante d'équilibre est K = 5.1, sans dimensions.

Réponse:

a)
[CO]_o = 1 M
[H20]_o = 1 M
[CO2]_o = 1M
[H2]_o = 1 M

Le quotion réactionnel est :

Q = [H2][CO2]/[CO][H20] = 1.00 x 1.00 / 1.00 x 1.00 = 1.00

Q = 1.00

Q < K, le système se déplace vers la droite.

La RICE table des concentrations , en M = mol/L, est:

Réaction	CO	H2O	CO2	H2
Initiale	1	1	1	1
Changée	- x	- x	+ x	+ x
à l'Équilibre	1 - y	1 - y	1 + y	1 + y

b) Nous avons:

K = ( 1 + y)(1 + y )/(1 - y)(1 - y)

On doit résoudre l'équation:

(1 + y)²/(1 - y)² = 5.1

(1 + y) /(1 - y) = √(5.1)

y = (√(5.1) - 1)/( √(5.1) + 1) = 0.386

y = 0.386

Ainsi à l'équilibre, on a les concentrations suivantes:

[CO] = 1 - y = 1.00 - 0.386 = 0.614 M
[H2O] = 1 - y = 1.00 - 0.386 = 0.614 M
[CO2] = 1 + y = 1.00 + 0.386 = 1.386 M
[H2] = 1 + y = 1.00 + 0.386 = 1.386 M