Évolution d'un système chimique — équilibres et piles

Les notions à connaître

Quotient de réaction Qr

Grandeur calculée à partir des concentrations à un instant donné, avec la même expression que K mais hors équilibre.

Constante d'équilibre K

Valeur du quotient de réaction à l'équilibre. K ne dépend que de la température.

Pile électrochimique

Dispositif qui convertit l'énergie chimique d'une réaction d'oxydo-réduction spontanée en énergie électrique.

Pont salin

Dispositif assurant la continuité électrique entre les deux demi-piles et la neutralité électrique des solutions.

Force électromotrice (f.é.m.)

Tension mesurée aux bornes de la pile en circuit ouvert (courant nul), notée E en V.

Les erreurs à éviter en physique-chimie

• ✗ Inclure les solides ou le solvant (eau) dans l'expression de Qr.

  ✓ Seules les espèces dissoutes (en solution) interviennent dans Qr. Les solides et le solvant ont une activité égale à 1.

• ✗ Inverser anode et cathode dans une pile.

  ✓ Moyen mnémotechnique : Anode = Oxydation (les deux voyelles A et O vont ensemble) ; Cathode = Réduction.

• ✗ Penser que K change quand on modifie les concentrations.

  ✓ K ne dépend que de la température. Si on change les concentrations, c'est Qr qui change, et le système évolue pour revenir vers Qr = K.

Sais-tu répondre à ces questions ?

Les corrigés détaillés sont dans le quiz du chapitre.

1. Le quotient de réaction $Q_r$ sert à :
2. Dans une pile électrochimique, l'oxydation a lieu :
3. Le rôle du pont salin dans une pile est de :
4. Pour la réaction $\text{Cu}^{2+}(aq) + \text{Zn}(s) \rightleftharpoons \text{Cu}(s) + \text{Zn}^{2+}(aq)$, la constante d'équilibre vaut $K = 10^{37}$. Cela signifie que :
5. On considère la pile Daniell $\text{Zn}(s) | \text{Zn}^{2+}(aq) || \text{Cu}^{2+}(aq) | \text{Cu}(s)$. La borne $+$ de la pile est :