Objectifs d'apprentissage
Connaitre les concepts suivants:
- Les vitesse de réaction
- L'étude qualitative de l'état d'équilibre
- L'étude quantitative de l'état d'équilibre
THÉORIE
Préalables
Propriétés des solutions
Concentration: Expression de la proportion d'un constituant dans une solution.
Équation de la concentration
Exemple:
Exemples de soluté et de solvant:
- Solvant: Constituant qui se trouve en plus grande quantité dans la solution. C'est le principal constituant.
- Soluté: Constituant qui se trouve en plus petite quantité dans la solution.
Concentration: Expression de la proportion d'un constituant dans une solution.
- Plus la quantité de soluté est grande et plus la concentration est grande (inversement).
- Plus la quantité de solvant est grande et plus la concentration est petite (inversement).
Équation de la concentration
Exemple:
Exemples de soluté et de solvant:
- Verre d'eau salée: solvant eau et soluté sel
- Verre d'eau sucré: solvant eau et soluté sucre
- Verre de soda: solvant eau et soluté gaz carbonique
- Plasma: solvant eau et soluté sel et autres
- Salive: solvant eau et soluté électrolytes et autres
- Larmes: solvant eau et soluté chlorure de sodium et autres
- Urine: solvant eau et soluté urée et autres
Balancer des équations: Il faut que le nombre d'atomes de chaque élément soit égal de chaque côté de l'équation.
Étapes :
Exemple:
Masse molaire:
C'est la masse d'une mole de substance. Elle correspond à la masse atomique exprimée en grammes. Lorsque la substance est un composé, le calcul de la masse molaire tient compte de la masse atomique de tous les éléments présents et du nombre de chacun dans la molécule.
Exemple:
Transformation moles en grammes:
En utilisant la masse molaire (la masse pour 1 mole), nous multiplions la masse molaire par le nombre de mole et nous obtenons le nombre de grammes pour x moles.
Exemple:
Transformation grammes en moles:
En utilisant la masse molaire (la masse pour 1 mole). nous divisons la masse par la masse molaire et nous obtenons le nombre de moles.
Exemple:
Calculs stoechiométriques:
Le coefficient qui précède une formule indique le nombre de mole. L'équation doit toujours être balancée.
Liaison ionique:
Lorsque les atomes s'ionisent pour s'associer, leur union s'appelle: liaison ionique. La liaison ionique résulte d'un don d'électrons d'un atome à un autre. L'attraction entre les deux ions obtenus constitue la liaison ionique. (Métaux et non-métaux, souvent)
Théorie d'ionisation d'Arrhenius:
Il émet l'hypothèse que certaines substances se dissolvent dans l'eau sous forme d'ions. Il propose que, en solution dans l'eau (solution aqueuse), les acides donnent des ions hydrogènes, tandis que les bases libèrent des ions hydroxyde. Les charges positives et négatives de ces ions expliquent pourquoi ces substances, une fois dissoutes dans l'eau, conduisent l'électricité.
Dissolution
C'est le phénomène par lequel un corps placé en contact d'un autre voit ses parties constituantes se séparer et se confondre dans un mélange dont la composition est parfaitement uniforme.
(Sucre + eau = eau sucré)
- Pour balancer, il faut ajouter devant la formule chimique de chaque substance un chiffre (coefficient), sans jamais modifier les indices à l'intérieur des formules chimiques, correspondant au nombre de molécules qui participent à la réaction.
Étapes :
- Reconnaitre la substance la plus complex.
- Balancer un à un les éléments contenus dans cette substance.
- Balancer les éléments des autres substances qui n'ont pas été balancés
- Vérifier si l'équation est bien balancée pour tous les éléments.
Exemple:
Masse molaire:
C'est la masse d'une mole de substance. Elle correspond à la masse atomique exprimée en grammes. Lorsque la substance est un composé, le calcul de la masse molaire tient compte de la masse atomique de tous les éléments présents et du nombre de chacun dans la molécule.
Exemple:
Transformation moles en grammes:
En utilisant la masse molaire (la masse pour 1 mole), nous multiplions la masse molaire par le nombre de mole et nous obtenons le nombre de grammes pour x moles.
Exemple:
Transformation grammes en moles:
En utilisant la masse molaire (la masse pour 1 mole). nous divisons la masse par la masse molaire et nous obtenons le nombre de moles.
Exemple:
Calculs stoechiométriques:
Le coefficient qui précède une formule indique le nombre de mole. L'équation doit toujours être balancée.
Liaison ionique:
Lorsque les atomes s'ionisent pour s'associer, leur union s'appelle: liaison ionique. La liaison ionique résulte d'un don d'électrons d'un atome à un autre. L'attraction entre les deux ions obtenus constitue la liaison ionique. (Métaux et non-métaux, souvent)
Théorie d'ionisation d'Arrhenius:
Il émet l'hypothèse que certaines substances se dissolvent dans l'eau sous forme d'ions. Il propose que, en solution dans l'eau (solution aqueuse), les acides donnent des ions hydrogènes, tandis que les bases libèrent des ions hydroxyde. Les charges positives et négatives de ces ions expliquent pourquoi ces substances, une fois dissoutes dans l'eau, conduisent l'électricité.
C'est le phénomène par lequel un corps placé en contact d'un autre voit ses parties constituantes se séparer et se confondre dans un mélange dont la composition est parfaitement uniforme.
(Sucre + eau = eau sucré)
- Dissolution moléculaire: Les molécules restent intactes. Elle se séparent les unes des autres et deviennent libre dans l'eau.
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| Source: Alloprof |
- Dissolution ionique: Les molécules des composés ioniques se scindent en deux ou plusieurs ions, d'ou le nom ionique. La solution contient à la fois des cations et des anions et leur déplacement assure le passage de l'électricité.
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| Source: Alloprof |
Électrolytes: Toutes les substances qui, une fois dissoutes dans l'eau, permettent le passage du courant électrique. Ce qui différencie les électrolytes forts des électrolytes faibles, c'est la proportion de molécules qui sont dissociées.
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| Source: Alloprof |
- Les acides forts et les bases fortes sont des électrolytes forts.
- Les acides faibles et les bases faibles sont des électrolytes faibles.
Caractéristique d'un acide
- Goût aigre
- Propriété de réagir avec plusieurs métaux
- Dégagement d'un gaz
- Dégagement d'hydrogène
- Il libère des ions H
- Il colore le papier tournesol rouge
- Il conduit l'électricité (électrolyte)
- Il réagit avec une base dont il neutralise les propriétés.
- Sa formule chimique contient un H (souvent au début)
Exemple: citron, vinaigre, aspirine, acide sulfurique,..
Attention: Voici un acide et non une base
Caractéristiques d'une base
- Goût amer
- Visqueuse au toucher
- Il colore le papier tournesol en bleu
- Il conduit l'électricité (électrolyte)
- Il libère des ions hydroxyde OH
- Il réagit avec un acide dont il neutralise les propriétés.
- Sa formule chimique contient un OH (souvent à la fin).
Caractéristiques d'un sel
- On obtient un sel et de l'eau en faisant réagir un acide et une base.
- Il ne libère pas de H ni de Oh
- C'est aussi un électrolyte alors il conduit l'électricité
Neutralisation: C'est une réaction par laquelle une base neutralise un acide et vice versa.
Réaction de neutralisation acido-basique:
Exemple: Ajout de chaux dans un lac, comprimé antiacide pour le système digestif,...
Équation de neutralisation: Une neutralisation d'un acide par une base est donc synonyme d'une réorganisation des ions. L'anion de l'acide s'associe avec le cation de la base pour former un sel, alors que l'ion H de l'acide s'unit avec l'ion OH de la base pour former de l'eau. Il faut ensuite balancer l'équation.
Exemple:
pH: Une mesure de l'acidité (la quantité d'ions H qui donne l'acidité).
- Le pH sert à rendre compte de la concentration en ions H dans une solution et à en exprimer l'acidité ou l'alcalinité.
Échelle du pH:
Nouveaux concepts
Facteurs qui influencent la vitesse de réaction
- Nature des réactifs
- Concentration
- Surface de contact
- Température
- Catalyseur
Nature des réactifs
- Plus le nombre deviens briser est grand et plus la vitesse de la réaction diminue (inversement)
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| Source: Alloprof |
La molécule de gauche aura une vitesse de réaction plus rapide que celle de droite car elle a moins de liens à briser.
- Plus les liens sont forts et plus la vitesse de la réaction diminue (inversement).
- Plus les forces d'attraction entre les particules sont grandes et plus la vitesse de réaction diminue (inversement).
Vitesse de réaction
- De la plus lente à la plus rapide
- Solide - liquide - gaz - aqueuse
Concentration
Plus la concentration des réactifs est grande (plus le nombre de collisions efficaces augmentent) et plus la vitesse de réaction est rapide.
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| Alloprof |
Surface de contact
Plus la surface de contact des réactifs est grande (plus le nombre de collisions efficaces augmentent) et plus la réaction est rapide. Si nous séparons le prisme en petit cube, nous augmentons la surface de contact alors la vitesse de aération est plus rapide.
Température
Plus la température augmente (plus l'énergie des particules augmente) et plus la vitesse de réaction est rapide.
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| Alloprof |
Catalyseur
Un catalyseur augment la vitesse de réaction.
Formule de vitesse de réaction
État d'équilibre dynamique
L'état d'équilibre est le résultat de deux réactions chimiques dans lequel leur vitesse de réaction est égale et dont les effets s'annulent. La vitesse de la réaction directe est égale à la vitesse de la réaction inverse.
- Réaction directe: la réaction va dans le sens réactifs à produit.
- Réaction inverse: la réaction va dans le sens produit à réactifs.
Pour avoir un état d'équilibre, les conditions nécessaires sont:
- Réaction réversible, c'est-à-dire les réactifs se transforment en produits au même moment que les produits se transforment en réactifs.
- Un système fermé: un système est fermé lorsqu'il est isolé de son environnement.
- Propriétés macroscopiques stables: les quantités de réactifs et de produits restent constantes. Il y a donc aucun changement apparent.
Facteurs qui influencent l'état d'équilibre
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| Alloprof |
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| Alloprof |
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| allo prof |
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| Alloprof |
Principe de Le Châtelier
Si on modifie une condition dans le système en équilibre soir par une variation soit de concentration, de température ou de pression, le sytème évolue vers un nouvel état d'équilibre. Le système réagit donc de façon à s'opposer au changement pour atteindre un nouvel état d'équilibre.
Henry Le Chatelier
Si on tend à modifier les conditions (pression, température et concentration) d'un système en équilibre, celui-ci réagit de façon à s'opposer, en partie, aux changements qu'on lui impose jusqu'à un nouvel état d'équilibre.
Constante d'équilibre
L'état d'équilibre d'une relation chimique est caractérisé par une constante d'équilibre. La valeur de la constante dépend de la réaction et de la température.
Exemple:
Constante d'ionisation de l'eau
Exemple:
Constante d'acidité et de basicité (ionisation des acides faibles et des bases faibles)
Pour calculer la constante d'acidité et de basicité, il faut avoir un état d'équilibre.
- Les acides forts et les bases forts se dissocient complètement ce qui signifie que la réaction est complète et irréversible donc la formule de la constante ne s'applique pas.
- Les acides faibles et les base faibles ne se dissocient pas complètement donc pourront être à l'état d'équilibre donc la formule des constantes d'acidité et de basicité sont :
Constante du produit de solubilité
La solubilité est la capacité d'un substance à se dissoudre dans une autre substance. Le produit de solubilité est la constante d'équilibre correspondant à la dissolution d'un solide dans un solvant.
Pour calculer la constante du produit de solubilité, il faut que:
- la solide soit un composé ionique
- le solide soit peu soluble
- un équilibre soit s'établir entre le solide non dissous et ses ions.
La valeur de la constante est déterminée par le produit de la concentration des ions dans la solution.
Exemple:
Relation entre le pH et la concentration molaire
Le pH est une échelle de grandeur qui permet de déterminer le degré d'acidité ou de basicité dans un milieu donné.
Les caractéristiques du pH:
- les valeurs du pH se situent entre 0 et 14
- le pH d'un solution acide se situe entre 0 et 7
- le pH d'une solution basique se situe entre 7 et 14
- le pH d'une solution neutre est de 7.
La relation est:
Exemple:
Formules
Constantes
