| Force des acides et des bases | |
| 
 | 
|  | 
| 
			QCM N° 
			07 
			Force des 
			acides et des bases 
			Pour chaque 
			question, indiquer la (ou les) bonne(s) réponse(s). | |||||
|  | 
			Énoncé | 
			A | 
			B | 
			C | 
			R | 
| 
			1 | 
			Soient les 
			demi-équations  HCO3– (aq) + H+ 
			= H2CO3
			(aq) 
			Et HCO3– (aq) 
			= H+ 
			+ CO32– (aq) Les couples mis 
			en jeu sont :
			 | 
			HCO3– 
			(aq)  
			/  
			H2CO3
			
			(aq) 
			Et 
			HCO3– 
			(aq)  
			/  
			CO32– 
			(aq) | 
			H2CO3
			
			(aq)  
			/  
			HCO3– 
			(aq) 
			Et 
			HCO3– 
			(aq)  
			/  
			CO32– 
			(aq) | 
			HCO3– 
			(aq)  
			/  
			H2CO3
			
			(aq) 
			Et 
			CO32– 
			(aq) 
			/ 
			HCO3– 
			(aq)  | 
			B | 
| 
			2 | 
			Soient les 
			demi-équations  HCO3– (aq) + H+ 
			= H2CO3
			(aq) 
			Et HCO3– (aq) 
			= H+ 
			+ CO32– (aq) 
			HCO3– 
			(aq) est :  | 
			L’acide 
			conjugué  
			de  
			H2CO3
			
			(aq) | 
			Un acide
			 
			au sens  
			de Brönsted | 
			Une espèce
			 
			amphotère | 
			BC | 
| 
			3 | 
			On considère 
			la réaction  
			suivante : H2CO3 (aq) 
			+ HO– 
			(aq) 
			→ HCO3– (aq) 
			+ H2O 
			(ℓ) 
			Cette réaction 
			met en  
			jeu un 
			transfert d’ion  
			hydrogène de :
			 | 
			HO– 
			(aq) 
			Vers 
			H2CO3
			
			(aq) | 
			H2CO3
			
			(aq) 
			Vers 
			HCO3– 
			(aq) | 
			H2CO3
			
			(aq) 
			Vers  
			HO– 
			(aq) | 
			C | 
| 
			4 | Une solution d’acide 
			sulfurique
			 
			(2H3O+(aq) 
			+ SO42–(aq))  
			de 
			concentration  
			C 
			= 1,0 × 10–2 mol . L–1 :  | 
			Contient des
			 
			ions oxonium
			 
			à la  
			concentration 
			[H3O+]éq 
			=  
			2,0 × 10–2
			 
			mol . L–1 | 
			a un pH
			 
			égal  
			à 2,0 | 
			a un pH
			 
			inférieur
			 
			à 2,0 | 
			AC | 
| 
			5 | 
			Soient une 
			solution  
			d’acide 
			chlorhydrique  
			(H3O+ 
			(aq) + Cℓ– (aq) )  
			et une 
			solution  
			d’acide 
			sulfurique 
			(2H3O+(aq) + 
			SO42–(aq))  
			de pH = 
			2,00 | 
			Les deux
			 
			solutions ont
			 
			la même  
			concentration
			 
			en ions  
			oxonium | 
			Les deux
			 
			solutions ont
			 
			la même  
			concentration
			 
			apportée | 
			La solution
			 
			d’acide  
			sulfurique
			 
			contient plus
			 
			d'ions oxonium
			 
			que la 
			solution  
			d’acide  
			chlorhydrique | 
			A | 
| 
			6 | On dilue dix fois une solution d’acide 
			chlorhydrique
			 
			(H3O+ 
			(aq) + Cℓ– (aq) )  
			de pH = 
			2,00 | 
			
			Le pH de  
			
			la solution  
			
			diminue  
			
			d’une unité | 
			
			Le pH de  
			
			la solution  
			
			est divisé  
			
			par 10 | 
			
			Le pH de  
			
			la solution  
			
			augmente  
			
			d’une unité | 
			C | 
| 
			7 | 
			La mesure du
			pH  
			d’une solution | 
			N’est pas
			 
			sensible à
			 
			la température | 
			Ne nécessite 
			pas 
			l’étalonnage 
			préalable 
			du pH-mètre | 
			Doit être
			 
			faite avec
			 
			une sonde
			 
			propre  
			et sèche. | 
			C | 
| 
			8 | On s’intéresse à la 
			réaction  
			N2 
			+ 3 H2 → 2 NH3 La transformation 
			est totale. | 
			Son  
			avancement
			 
			maximal est
			 
			égal à son
			 
			avancement
			 
			final | 
			N2,
			H2 et NH3 
			
			 sont présents  
			à l’état final | 
			Le mélange 
			
			 final ne  
			contient
			 
			que NH3
			 | 
			A | 
| 
			9 | On faite réagir 
			n1 
			= 2,0 mol  
			de méthanoate 
			d’éthyle  C3H6O2 avec 
			n2 
			= 2,0 mol  
			d’eau. On 
			obtient  
			n3 
			= 0,66 mol d’acide  
			méthanoïque 
			CH2O2 et  
			n4 
			= 0,66 mol  
			d’éthanol C2H6O.
			 
			Cette 
			transformation :  | 
			Est totale | 
			a un taux 
			d’avancement 
			final égal 
			à 33 % | 
			a un taux 
			d’avancement 
			final égal 
			à 66 % | 
			B | 
| 
			10 | On fait réagir 
			n1 
			= 2,0 mol  
			de méthanoate 
			d’éthyle  C3H6O2 avec 
			n2 
			= 2,0 mol  
			d’eau. On 
			obtient  
			n3 
			= 0,66 mol d’acide  
			méthanoïque 
			CH2O2 et  
			n4 
			= 0,66 mol  
			d’éthanol C2H6O.
			 
			Dans l’état 
			final de cette  
			
			transformation : | 
			Le système
			 
			ne contient
			 
			que C3H6O2
			 
			et H2O. | 
			Le système
			 
			est composé
			 
			de C3H6O2,
			 
			C2H6O,
			 
			CH2O2
			 
			et H2O. | 
			Le système
			 
			ne contient
			 
			que C3H6O
			 
			et CH2O2. | 
			B | 
| 
			11 | 
			On considère 
			la réaction  HCOOH (aq) 
			+ NH3 
			(aq) 
 HCOO– (aq) 
			+ NH4+ 
			(aq) Sa constante d’équilibre 
			s’écrit :
			 | 
 | 
 | 
 | 
			C | 
| 
			12 | 
			On considère 
			un  
			système 
			chimique  
			siège d’une 
			réaction  
			non totale. Le
			 
			quotient de 
			réaction  
			est supérieur 
			à la  
			constante 
			d’équilibre. | 
			Le système
			 
			évolue  
			spontanément
			 
			dans le  
			sens direct | 
			Le système
			 
			évolue  
			spontanément
			 
			dans le  
			sens indirect | 
			L’équilibre
			 
			est atteint | 
			B | 
| 
			13 | À l’équivalence 
			d’un titrage : | 
			On a apporté
			 
			juste assez
			 
			de réactif
			 
			titrant pour
			 
			consommer
			 
			tout le  
			réactif titré
			 
			initialement
			 
			présent | 
			On a apporté
			 
			autant de
			 
			réactif 
			titrant  
			qu’il y avait
			 
			initialement
			 
			de réactif 
			titré | 
			Le réactif
			 
			titrant et le
			 
			réactif titré
			 
			sont présents
			 
			dans les
			 
			proportions
			 
			
			stœchiométriques | 
			A | 
| 
			14 | 
			On verse dans 
			un  
			erlenmeyer un
			 
			volume VA 
			d’une  
			solution 
			contenant  
			une espèce 
			A de  
			concentration
			CA.  
			On y ajoute
			 
			
			progressivement une  
			solution 
			contenant  
			l’espèce 
			chimique B  
			de 
			concentration CB  
			connue. 
			L’équation  
			de la réaction 
			support  
			du titrage 
			est :  
			3 A +
			B → C + 2 D 
			De toutes les 
			espèces  
			présentes, 
			seule B est  
			colorée. Le 
			volume  
			équivalent est
			VE.  La quantité de matière 
			de B 
			apporté  
			à 
			l’équivalence est :  | 
			CB 
			. VE | 
			CA 
			. VA | 
			3 CA 
			. VA | 
			A | 
QCM réalisé avec le logiciel Questy
Pour s’auto-évaluer
Chap N° 01 Transformations acido-basiques.
Couples acide / base :  
- 
Un 
acide 
est une espèce chimique capable de céder 
au moins un ion 
hydrogène H+.
- 
L’acide
AH 
se transforme alors en sa base conjuguée 
A–.
- 
Écriture formelle :
| AH 
			(aq) | → | A– 
			(aq) | + | H+ | 
| Acide |  | Base |  | ion hydrogène | 
Acide et base selon Bronsted : 
- 
Un 
acide 
est une espèce chimique capable de céder 
au moins un ion 
hydrogène H+.
- 
Une 
base 
est une espèce chimique capable de capter 
au moins un hydrogène
H+.
- 
La 
base
A– 
se transforme alors en son acide conjugué 
AH.
Écriture formelle :
| 
			A– 
			(aq) | 
			+   | H+ | 
			→ | 
			AH (aq) | 
| 
			Base |  | ion 
			hydrogène |  | 
			Acide | 
- 
Couple acide / base :
- 
Écriture de la demi-équation du couple 
acide-base :
| AH 
			(aq) | 
 | A– 
			(aq) | + | H+ | 
| Acide |  | Base |  | ion hydrogène | 
- 
Signification :  
- 
Le signe 
 signifie que le 
transfert d’ion hydrogène H+ 
peut se produire dans les deux sens.
 signifie que le 
transfert d’ion hydrogène H+ 
peut se produire dans les deux sens.
| AH 
			(aq) | → | A– 
			(aq) | + | H+ | 
| Ou bien | ||||
| A– 
			(aq) + H+
			 | → | AH 
			(aq) |  |  | 
- 
Dans le cas présent :
| H2CO3
			(aq) | → | HCO3– 
			(aq) | + | H+ | 
| Acide |  | Base |  | ion hydrogène | 
- 
Couple : 
H2CO3
(aq) / 
HCO3– 
(aq) :
| HCO3–
			(aq) | → | CO32– 
			(aq) | + | H+ | 
| Acide |  | Base |  | ion hydrogène | 
- 
Couple : 
HCO3–) 
/ CO32– 
(aq)
Espèce amphotère : (point de vue acido-basique)
- 
Une espèce amphotère est à la fois l’acide 
d’un couple et la base 
d’un autre couple.
- 
Exemple :
| 
			Acide | 
			Base | 
| 
			H2O 
			(ℓ) | 
			/ 
			HO– 
			(aq) | 
| 
			H3O+ 
			(aq) | 
			/ 
			 H2O 
			(ℓ) | 
| 
			Acide | 
			Base | 
| H2CO3
			(aq) | /
			HCO3– 
			(aq)  | 
| HCO3–
			(aq)  | / 
			CO32– 
			(aq)) | 
Réaction acido-basique :  
- 
Une réaction acido-basique consiste à 
un transfert d'un proton entre l’acide 
A1H d’un 
couple sur la base A2–
d’un autre couple.
- 
Couple acide / base 1 : 
A1H  
 H
+ 
+  A1–
  H
+ 
+  A1–
- 
Couple acide / base 2  : 
A2H   
 H
+ 
+  A2–
   H
+ 
+  A2– 
- 
Équation de la réaction :  
- 
On se place dans le cas où l’acide
A1H 
réagit sur la base A2– 
A1H  
+  
A2– 
 A1– 
+  
A2H
 
A1– 
+  
A2H
ou
A1H  
+  
A2– 
→ 
A1– 
+  
A2H
- 
L’équation s’écrit avec  
- 
une double flèche 
 si la réaction est non totale ;
 
 si la réaction est non totale ;
- 
une simple flèche → si la réaction est 
totale.
- 
cette 
réaction met en jeu les couples acide / base suivants : 
A1H 
/ A1–
et A2H /
A2–.
- 
Dans le cas présent :  
| HCO3–
			(aq) | 
 | CO32– 
			(aq) | + 
			H+ | 
| HO– 
			(aq) + 
			H+
			 | 
 | H2O
			(ℓ) |  | 
| HCO3–
			(aq) + HO– 
			(aq) | → | CO32– 
			(aq) +  | H2O
			(ℓ) | 
Solution aqueuse d’acide sulfurique :  valeur 
du pH et concentration
- 
Pour préparer une solution d’acide 
sulfurique, on dissout une solution pure de H2SO4 
(ℓ) (vitriol) dans l’eau.
- 
On verse toujours l’acide dans l’eau 
(la réaction est exothermique).
|  | eau |  |  |  | 
| H2SO4 
			(ℓ) + 2 H2O (ℓ) | → | 2 H3O+ 
			(aq) | + | SO42– 
			(aq) | 
|   n  
			solvant |  | 0 |  | 0 | 
|   
			0 |  | 2n / V |  | n / V | 
|  |  | 2 C |  | C | 
- 
On prélève une quantité de matière
n de 
H2SO4 
(ℓ)
- 
On prépare ainsi une solution de volume
V par 
dilution :
- 
La concentration de la solution est
C = 
n / 
V
- 
La solution contient des ions 
H3O+ 
(aq) et des ions SO42– 
(aq) :
- 
Avec [H3O+] 
= 2n / V = 2 C et [SO42] 
= n / V = C
- 
Si C 
= 1,0 × 10–2 
mol . L–1, alors 
 [H3O+] 
= 2,0 × 10–2 mol . L–1
- 
Le pH d’une 
solution est un indicateur d’acidité lié à la présence des ions oxonium 
H3O+ 
(aq) en solution.
- 
Définition du 
pH :  
| Pour une solution diluée, [H3O+] 
			< 0,050 mol . L–1,  Le pH est défini par la 
			relation suivante : 
 Cette relation est équivalente à : 
 | 
| pH : 
			grandeur sans unité | 
| [H3O+] : 
			concentration en ions oxonium en mol . L–1 | 
| C0 : 
			concentration standard : C0 = 1,0 mol . L–1 | 
- 
Valeur du 
pH :  
- 

- 
Cas d’un acide fort dans l’eau :
- 
La transformation modélisée par la 
réaction entre l’acide AH 
(aq) et l’eau H2O 
(ℓ) est totale :
- 
En conséquence :
- 
Le taux d’avancement de la réaction :
τ = 1
- 
L’écriture de la réaction est la 
suivante :
| AH 
			(aq)  + H2O
			(ℓ)   | → | H3O+ 
			(aq)  + A–  (aq) | 
- 
La concentration en ions oxonium :
- 
[H3O+]f 
= [H3O+]max 
= C 
- 
C 
représente la concentration 
en acide apporté.
- 
pH de 
la solution obtenue :
- 
pH = 
– log [H3O+]f
- 
Le pH 
d’une solution diluée d’acide fort, de concentration 
C en soluté 
apporté, est :  
| pH 
			= – log C | Valable pour 10–2 
			mol . L–1 ≤ C ≤ 10–6 mol . L–1 | 
- 
L’acide sulfurique est un acide fort 
dans l’eau :
| H2SO4 
			(ℓ) + 2 H2O (ℓ) | → | 2 H3O+ 
			(aq) | + | SO42– 
			(aq) | 
Solution d’acide chlorhydrique et solution d’acide 
sulfurique : 
pH et concentration
- 
Le pH 
d’une solution diluée d’acide fort, de concentration 
C en soluté 
apporté, est :  
| pH 
			= – log C | Valable pour 10–2 
			mol . L–1 ≤ C ≤ 10–6 mol . L–1 | 
- 
L’acide chlorhydrique est un acide fort 
dans l’eau :
| HCℓ 
			(g) + H2O (ℓ) | → | H3O+ 
			(aq) | + | Cℓ– 
			(aq) (aq) | 
- 
Définition du 
pH d’une solution aqueuse : 
 
| Pour une solution diluée, [H3O+] 
			< 0,050 mol . L–1,  Le pH est défini par la 
			relation suivante : 
 Cette relation est équivalente à : 
 | 
| pH : 
			grandeur sans unité | 
| [H3O+] : 
			concentration en ions oxonium en mol . L–1 | 
| C0 : 
			concentration standard : C0 = 1,0 mol . L–1 | 
- 
La concentration des ions oxonium peut 
se déduire de la définition du pH 
d’une solution aqueuse diluée :
- 
[H3O+ 
]  = 
C0 
. 10–pH
 
- 
[H3O+ 
]  
= 1,0 × 10– 
2,00
- 
[H3O+ 
]  
≈ 1,00 × 10–2
mol . L–1
|  | eau |  |  |  | 
| HCℓ 
			(g) + H2O (ℓ) | → | H3O+ 
			(aq) | + | Cℓ– 
			(aq) | 
|   n  
			solvant |  | 0 |  | 0 | 
|   
			0 |  | n1 
			/ V |  | n1 
			/ V | 
| Concentration C1 |  | C1 |  | C1 | 
| H2SO4 
			(ℓ) + 2 H2O (ℓ) | → | 2 H3O+ 
			(aq) | + | SO42– 
			(aq) | 
|   n  
			solvant |  | 0 |  | 0 | 
|   
			0 |  | 2n / V |  | n / V | 
|  |  | 2 C |  | C | 
- 
C1 
= 2 C 
- 
Les deux solutions n’ont pas la même 
concentration apportée :
Dilution d’une solution d’acide chlorhydrique :
- 
Acide fort dans l’eau :
- 
La transformation modélisée par la 
réaction entre l’acide AH 
(aq) et l’eau H2O 
(ℓ) est totale :
- 
En conséquence :
- 
Le taux d’avancement de la réaction :
τ = 1
- 
L’écriture de la réaction est la 
suivante :
| AH 
			(aq)  + H2O
			(ℓ)   | → | H3O+ 
			(aq)  + A–  (aq) | 
- 
La concentration en ions oxonium :
- 
[H3O+]f 
= [H3O+]max 
= C  
- 
C 
représente la concentration 
en acide apporté.
- 
pH de 
la solution obtenue :
- 
pH = 
– log [H3O+]f
- 
Le pH 
d’une solution diluée d’acide fort, de concentration 
C en soluté 
apporté, est :  
| pH 
			= – log C | Valable pour 10–2 
			mol . L–1 ≤ C ≤ 10–6 mol . L–1 | 
- 
Le pH 
augmente d’une unité lorsque la concentration 
[H3O+]
est divisée par dix.
- 
Ceci, bien sûr, tant que 
10–2 mol . L–1 
≤ C 
≤ 10–6 mol . L–1
Mesure du pH d’une solution :  
- 
Le pH-mètre :
- 
Il est nécessaire d’étalonner le 
pH-mètre avant 
toute mesure.
- 
L’étalonnage du 
pH-mètre nécessite 
l’utilisation de deux solutions étalons (solutions tampons) de 
pH connu.
- 
Il faut régler le bouton température 
sur celle de la solution dont on mesure le pH
- 
La mesure du 
pH dépend de la 
température
- 
Mesure du 
pH :  
- 
Pour effectuer la mesure du 
pH d’une solution 
aqueuse, la sonde doit être rincée à l’eau distillée, essuyée puis plongée dans 
la solution étudiée. 
- 
Après agitation et stabilisation de la 
mesure, la valeur du pH 
est relevée.
- 
Le 
pH-mètre :

- 
Montage pour un dosage
pH-métrique :  

La mesure du pH et sa précision :
- 
Dans les conditions habituelles, au 
lycée, on peut mesurer un pH, 
au mieux, à 0,05 unité près (le plus souvent à 0,1 unité près).
- 
Conséquences :  
- 
Une mesure de 
pH effectuée à 0,05 
unité près conduit à une valeur de la concentration [H3O+] 
connue à 11,5 % près.  
- 
Une simple mesure de 
pH ne peut donner 
une concentration avec précision.  
- 
Il faut limiter le nombre de chiffres 
significatifs pour représenter une concentration déduite de la valeur du 
pH.
- 
Toute concentration déduite de la 
valeur du pH 
sera exprimée avec 2 chiffres significatifs au maximum.
Réaction totale, réaction non totale :  
- 
Lorsqu’une réaction est totale, 
l’avancement final est égal à l’avancement maximal :
- 
xf 
= xmax
- 
En présence d’un équilibre chimique 
(cas d’une réaction non totale) :
- 
xf 
< xmax
| Équation | N2 
			(g)  + | 3 H2  
			(g) | → | 2 NH3 
			(g) | |
| 
			état | Avanc. x 
			(mol) | n 
			(N2) (mol) | n 
			(H2) (mol) |  | n 
			(NH3) (mol) | 
| État initial | x | n1 | n2 |  | 0 | 
| Au cours de la
			 transformation | x 
			 | 2 
			– x | n2– 
			3 x | 2 x | |
| État final  | xf | n1 
			– xf  | n2 
			– 3 xf  |  | 2 xf
			 | 
| État max  | xmax | n1 
			– xmax  | n2 
			– 3 xmax  |  | 2 xmax
			 | 
- 
si la réaction est totale, alors :
xf 
= xmax
- 
la présence ou non des réactifs en fin 
de réaction est liée aux quantités initiales des différents réactifs.
► 
Remarque :
- 
La réaction entre le diazote et le 
dihydrogène n’est pas une réaction totale.
- 
Elle donne lieu à un équilibre 
chimique :
- 
Tableau d’avancement de la réaction :
 
| Équation | N2 
			(g)  + | 3 H2  
			(g) | 
			 | 2 NH3 
			(g) | |
| 
			état | Avanc. x 
			(mol) | n 
			(N2) (mol) | n 
			(H2) (mol) |  | n 
			(NH3) (mol) | 
| État initial | x | 2 | 3 |  | 0 | 
| Au cours de la
			 transformation | x 
			 | n1 
			– x | n2– 
			3 x | 2 x | |
| État final  | xf | n1 
			– xf  | n2 
			– 3 xf  |  | 2 
			xf | 
| État max  | xmax | n1 
			– xmax  | n2 
			– 3 xmax  |  | 2 
			xmax | 
Écriture de l’équation bilan :  
| Équation | N2 
			(g)  + | 3 H2  
			(g) | 
 | 2 NH3 
			(g) | 
- 
Mais dans l’énoncé de la question, on 
considère que cette réaction est totale.
- 
Dans le cas présent, il faut utiliser 
le fait que la réaction est totale.
- 
xf 
= xmax
Réaction d’hydrolyse d’un ester : taux d’avancement
- 
Estérification et hydrolyse :
- 
Équation de la réaction : On est en 
présence d’un équilibre chimique.
|  | Estérification → |  | ||
| HCO2H 
			(ℓ) | + C2H5OH
			(ℓ) | 
 | HCO2 
			C2H5 
			(ℓ) | + H2O 
			(ℓ) | 
| Acide carboxylique | Alcool |  | Ester | eau | 
|  | ← Hydrolyse |  | ||
| Équation | C3H6O2 
			(ℓ)  + | H2O 
			(ℓ) | 
 | CH2O2 
			(ℓ) | + C2H6O 
			(ℓ)  | |
| 
			état | Avanc. x 
			(mol) | n 
			(C3H6O2) (mol) | n 
			(H2O) (mol) |  | n 
			(CH2O2) (mol) | n 
			(C2H6O) (mol) | 
| État initial | x | n1 = 2,0 | n2 = 2,0 |  | 0 | 0 | 
| Au cours de la
			 transformation | x 
			 | 2,0 
			– x | 2,0–
			x | x |  | |
| État final  | xf | n1 
			– xf  | n2 
			– xf  |  | xf = 
			0,66 | xf = 
			0,66 | 
| État max  | xmax | n1 
			– xmax  | n2 
			– xmax  |  | xmax
			 | xmax | 
- 
On en déduit la valeur de l’avancement 
final : xf 
= 0,66 mol
- 
Dans le cas présent : n1 
= n2 = 2,0 mol
- 
D’autre part, on peut calculer 
l’avancement maximal :
- 
xmax 
= n1 = n2 
= 2,0 mol
- 
Taux d’avancement d’une réaction :
- 
Le taux d’avancement final d’une 
réaction, noté τ 
(tau), est le quotient de l’avancement final par l’avancement maximal :
| 
 | |
| τ 
			(tau) | Taux d’avancement 
			final (sans unité) | 
| xf | Avancement final (mol) | 
| xmax | Avancement maximal 
			(mol) | 
- 
Si τ 
= 0, la réaction n’a pas lieu.
- 
Pour une réaction totale : 
τ = 1 car 
xf 
= xmax
- 
Pour une réaction non totale :  0 
< τ < 1 car
xf 
< xmax
- 
On peut exprimer cette grandeur en 
pourcentage.
- 
Dans le cas présent :
- 

Réaction d’hydrolyse d’un ester : état final
| Équation | C3H6O2 
			(ℓ)  + | H2O 
			(ℓ) | → | CH2O2 
			(ℓ) | + C2H6O 
			(ℓ)  | |
| 
			état | Avanc. x 
			(mol) | n 
			(C3H6O2) (mol) | n 
			(H2O) (mol) |  | n 
			(CH2O2) (mol) | n 
			(C2H6O) (mol) | 
| État initial | x | n1 = 2,0 | n2 = 2,0 |  | 0 | 0 | 
| Au cours de la
			 transformation | x 
			 | 2,0 
			– x | 2,0–
			x | x |  | |
| État final  | xf | 1,32  | 1.32  |  |  0,66 | 0,66 | 
| État max  | xmax | n1 
			– xmax  | n2 
			– xmax  |  | xmax
			 | xmax | 
Transformation non totale. 
Équilibre chimique
Chap N° 07 Sens d’évolution 
spontanée d’un système chimique
- 
Comparer l’avancement final 
xf 
et l’avancement maximal xmax 
permet de distinguer les transformations totales et non totales.
- 
Pour une transformation non totale, il 
faut connaître la valeur de l’avancement final 
xf  
pour  effectuer le bilan de matière à l’état final.
- 
Dans le cas d’une transformation non 
totale :
- 
À l’état final :
- 
Les quantités des espèces ne varient 
plus ;
- 
Tous les réactifs et les produits 
coexistent.
- 
On est en présence d’un
équilibre chimique.
- 
Lors d’une réaction non totale :
- 
Les 
réactifs réagissent entre eux pour 
donner les produits ;
- 
Simultanément :
- 
Les 
produits réagissent pour donner les
réactifs.
- 
Une réaction non totale est modélisée 
par deux réactions opposées l’une de l’autre.
- 
L’équation de la réaction s’écrit alors 
avec une double flèche  qui traduit le fait que deux réactions, inverses l’une 
de l’autre, peuvent se produire simultanément dans le système.
- 
L’équation s’écrit alors :
a 
A + b 
B 
 c C + d
D
 
c C + d
D
Quotient de réaction : 
Chap N° 07 Sens d’évolution spontané 
d’un système chimique
- 
Quotient de réaction et sens d’écriture 
de la réaction :
- 
Considérons la réaction chimique non 
totale suivante :
a 
. A 
(aq)  + 
b 
. 
B 
(aq)  
 c 
. C 
(aq)  + 
d 
. 
D 
(aq)
  
 c 
. C 
(aq)  + 
d 
. 
D 
(aq)
- 
Pour simplifier l’expression, on omet 
de mettre la concentration standard C0.
- 

- 
Mais, il ne faut pas oublier que le
quotient de réaction 
est une grandeur sans unité 
qui caractérise un système chimique dans un état donné :
- 
Exemple : réaction entre l’acide 
éthanoïque et l’eau :
| CH3COOH 
			(aq) | + | 
			H2O 
			(ℓ) | 
 | CH3COO
			– (aq) | + | 
			H3O
			+ (aq) | 
- 
Dans cette réaction, l’eau est le
solvant.
- 

- 
Constante d’équilibre d’une réaction 
chimique :  
- 
Dans l’état d’équilibre d’un système, 
le quotient de réaction Qr,éq 
prend une valeur qui ne dépend pas de l’état initial.  
- 
La valeur de 
Qr,éq 
est indépendante de la composition initiale.
- 
Cette valeur ne dépend que de la 
température.
- 
Elle est appelée constante d’équilibre 
et on la note K.
- 
K = Qr,éq
- 
La valeur de la constante d’équilibre 
nous renseigne sur la nature de la réaction chimique.
- 
Si K 
≥ 104 la transformation 
chimique est quasi-totale (on dit aussi totale).  
- 
Si K 
≈ 1 la transformation chimique est équilibrée.
- 
Si K 
≤ 10–4 la transformation 
chimique est très limitée.
- 
Exemple : Réaction entre l’acide 
éthanoïque et l’eau :
| CH3COOH 
			(aq) | + | H2O 
			(ℓ) | 
 | CH3COO
			– (aq) | + | H3O
			+ (aq) | 
- 
À l’équilibre chimique, on peut 
écrire :
- 

- 
Dans le cas de la réaction suivante :
| HCOOH 
			(aq) | + | NH3 
			(aq) | 
 | HCOO – 
			(aq) | + | NH4+ 
			(aq) | 
- 
Expression de la 
constante d’équilibre K :
- 
 
 
Quotient de réaction et constante d’équilibre :
 
Chap N° 07 Sens d’évolution 
spontané d’un système chimique
- 
Considérons la réaction suivante avec 
la terminologie associée :
|  |  |  | Sens direct 
			 |  |  |  | 
| a A
			(aq) | + | b B
			(aq) | 
 | c C 
			(aq) | + | d D 
			(aq) | 
|  |  |  | Sens inverse 
			 |  |  |  | 
► 
Premier cas :  
- 
Si le quotient de réaction initial
Qr,i 
est égal à la constante d’équilibre K,
 
- 
soit 
Qr,i 
= K, 
le système est déjà à l’équilibre.  
- 
Il n’évolue pas.
► 
Deuxième cas :  
- 
Si le quotient de réaction initial
Qr,i 
est inférieur à la constante d’équilibre 
K,  
- 
soit 
Qr,i  
< K,
- 
Le système chimique évolue spontanément 
vers un état d’équilibre.
- 
Il évolue dans le 
sens direct
de l’écriture de l’équation de la réaction.
► 
Troisième cas :  
- 
Si le quotient de réaction initial
Qr,i 
est supérieur à la constante d’équilibre 
K,  
- 
soit 
Qr,i  
> K, 
le système chimique évolue spontanément vers un état d’équilibre.
- 
Il évolue dans le 
sens inverse
de l’écriture de l’équation de la réaction.

► 
Remarque :
- 
Ce critère d’évolution permet de 
prévoir le sens d’évolution spontanée du système connaissant sa composition 
initiale.
- 
Ce critère ne tient pas compte de 
l’aspect cinétique de la réaction.
Équivalence d’un titrage :  
| Équivalence d’un titrage : À l’équivalence, les réactifs sont 
			dans  les proportions stœchiométriques 
			définies  par les coefficients de la réaction.
			 À l’équivalence, il n’y a pas de 
			réactif limitant. | 
- 
L’équivalence du titrage :
| L’équivalence d’un titrage est 
			atteinte lorsqu’on a réalisé  un mélange stœchiométrique des 
			réactifs titré et titrant. | 
| La relation à l’équivalence permet de 
			déterminer  la quantité de réactif titré. | 
- 
Relation à l’équivalence :
| Équation de titrage :
			 | a A | +  
			b B | → | c C | + d D | 
| Quantités de 
			matière  à l’équivalence | n0 
			(A) 
			  | nE 
			(B)
			 |  |  |  | 
| Coefficient  stœchiométriques
			 | a
			 | b  |  |  |  | 
| Relation à  l’équivalence | 
 |  |  |  | |
- 
On étudie le système
avant l’équivalence, 
à l’équivalence et 
après l’équivalence.
| Avant 
			l’équivalence | 
| Le 
			réactif titrant
			est totalement consommé,  c’est le 
			réactif limitant Il reste encore du 
			réactif titré : 
			il est en excès. | 
| À l’équivalence : | 
| Le 
			réactif titrant
			et le 
			réactif titré
			sont totalement consommés. Ils sont tous les deux limitants 
			(mélange stœchiométrique). | 
| Après l’équivalence | 
| Le 
			réactif titré
			est totalement consommé :  c’est le 
			réactif limitant. Maintenant, c’est le 
			réactif titrant
			qui est en 
			excès. | 
| En conclusion | 
| À l’équivalence du titrage,  il y a changement de réactif 
			limitant | 
Quantité de matière et équivalence : Relation à 
l’équivalence  
| Équation | 3 A
			 | + B | → | C | + 2 D  | |
| 
			état | Avanc. x 
			(mol) | n 
			(A) (mol) | n 
			(B) (mol) |  | n 
			(C) (mol) | n 
			(D) (mol) | 
| État initial | x | n1
			 | n2
			 |  | 0 | 0 | 
| Au cours de la
			 transformation | x 
			 | nA
			– 3 x | nB
			– x | x | 2 x | |
| État final  | xf = xmax | nA
			– 3 xf | nB
			– xf |  |  xf | 2 xf | 
| Réaction totale |  |  |  |  |  |  | 
- 
|  | Équation de la 
			réaction de titrage | ||||
| Équation | 3 A | + 
			 B | → | C 
			+ 2 D | |
| État du  système | Avanc. | n 
			(A) | n 
			(B) |  |  | 
| État initial  (mol) | x = 
			0 | n0 
			(A) 
			= CA . VA | n 
			(B) 
			= CB . VB |  | |
| Au cours  de la transformation | x | CA 
			. VA 
			– 3 
			. x | CB 
			. VB –  x |  | |
| État pour VB 
			< VE | 
 | 
 | 0 Réactif  limitant
			 |  |  | 
| Équivalence VB 
			= VE | 
 | 0 | 0 |  |  | 
| Mélange 
			stœchiométrique | |||||
| État pour VB 
			> VE | 
 | 0 Réactif  limitant | 
 | ||
- 
À l’équivalence :
- 
nB
= 
CB 
. VE
- 
Pour retrouver la relation à 
l’équivalence:
| 3 A | B | 
| n 
			(A) = CA . VA | n 
			(B) = CB . VE | 
| 3 | 1  | 
- 
CA 
. VA 
= 3 CB 
. VE
| 
 |