Transcription de la vidéo
Cinq élèves sont invités à écrire la définition de l’équilibre dynamique. Quel élève n’a pas entièrement compris le concept ? (A) Un équilibre dynamique correspond à une réaction directe et inverse qui ont lieu au même moment et à la même vitesse. (B) Un équilibre dynamique est une réaction où la vitesse de la réaction directe est égale à la vitesse de la réaction inverse. (C) Un équilibre dynamique est une réaction qui va dans les deux sens, où la quantité de chaque substance ne change pas. (D) Un équilibre dynamique est une réaction réversible qui s’arrête lorsque la quantité de chaque substance est stable. (E) Un équilibre dynamique est une réaction qui va dans les deux sens, où la quantité de chaque substance ne change pas.
Pour pouvoir répondre à cette question, nous devons déterminer lequel des élèves n’a pas vraiment compris le concept d’équilibre dynamique.
Pour le moment, effaçons les choix de réponse pour examiner l’équilibre entre le tétraoxyde de diazote et le dioxyde d’azote. Dans le cadre de cet exemple, nous utiliserons un cercle jaune pour représenter la molécule de N2O4 et un cercle rose pour représenter la molécule de NO2.
Imaginons que nous ayons un récipient hermétique ne contenant initialement que du N2O4. Par conséquent, avant toute réaction, la concentration du tétraoxyde de diazote dans le récipient est élevée, tandis que la concentration de dioxyde d’azote est nulle.
Au départ, comme il n’y a pas de produits pour entrer en compétition avec la réaction directe, la vitesse de celle-ci sera grande, alors que la vitesse de la réaction inverse sera nulle. Au fil du temps, certains des réactifs seront transformés en produits. La vitesse de la réaction directe commencera alors à diminuer, car il y aura moins de molécules de réactifs. Simultanément, comme la réaction est réversible et qu’il y a maintenant des molécules de NO2 dans le récipient, une partie du dioxyde d’azote sera convertie en tétraoxyde de diazote. La vitesse de la réaction inverse commencera donc à augmenter.
En observant les concentrations au cours de cette période, nous constaterons que la concentration en N2O4 diminue, alors que la concentration en NO2 augmente. Au fur et à mesure que le temps passe, la concentration en tétraoxyde de diazote continuera de diminuer, tandis que la concentration en dioxyde d’azote continuera d’augmenter. En même temps, la vitesse de la réaction directe continuera de diminuer, tandis que la vitesse de la réaction inverse continuera d’augmenter.
Finalement, nous atteindrons un point où la vitesse de la réaction directe sera identique à celle de la réaction inverse. À partir de ce moment, la vitesse des réactions directe et inverse demeurera constante. Et les concentrations en N2O4 et en NO2 resteront aussi constantes.
Par contre, cela ne signifie pas que les réactions se sont arrêtées. En fait, les deux réactions continuent de se produire. Toutefois, comme les réactions se produisent à la même vitesse, lorsqu’une molécule de réactif est convertie en deux molécules de produit, deux autres molécules de produit sont simultanément converties en une molécule de réactif. Par conséquent, la concentration de chaque espèce ne varie pas.
Le point où la vitesse des réactions directe et inverse est identique et où les concentrations ne varient plus représente le point où l’équilibre dynamique est atteint. L’équilibre dynamique représente donc un équilibre entre les réactions directe et inverse, où les deux réactions se produisent à la même vitesse non-nulle, et les concentrations des réactifs et des produits sont constantes.
Examinons maintenant les choix de réponse en gardant ces informations en tête. Nous pouvons maintenant évaluer les différents énoncés pour déterminer lequel des élèves n’a pas vraiment compris le concept d’équilibre dynamique.
En examinant les choix de réponse, nous pouvons déterminer que l’énoncé du choix de réponse (D) n’est pas vraiment exact. Il est vrai que l’équilibre dynamique implique une réaction réversible et que la quantité de chaque substance est stable une fois que l’équilibre est établi. Toutefois, les réactions ne s’arrêtent pas en situation d’équilibre dynamique. Les réactions directe et inverse se poursuivent toutes les deux à la même vitesse.
Par conséquent, l'élève qui n’a pas vraiment compris le concept d’équilibre dynamique est celui qui a écrit l’énoncé du choix de réponse (D). Un équilibre dynamique est une réaction réversible qui s’arrête lorsque la quantité de chaque substance est stable.
