Transcription de la vidéo
Faites correspondre chacune des réactions suivantes à son graphique. Réaction A : CH4 gazeux plus H2O gazeux sont en équilibre avec CO gazeux plus trois H2 gazeux. Réaction B : SO2 gazeux plus O2 gazeux sont en équilibre avec deux SO3 gazeux. Réaction C : H2 gazeux plus I2 gazeux sont en équilibre avec deux HI gazeux.
Dans cette question, on nous a donné trois réactions différentes et trois graphiques différents. Chaque réaction est une réaction réversible où toutes les espèces sont des gaz. Au cours de chacune de ces réactions, un équilibre dynamique se forme.
L’équilibre dynamique est un équilibre entre les réactions directe et inverse, où les deux réactions se produisent à la même vitesse non nulle et où les concentrations des réactifs et des produits restent constantes. Les concentrations des produits et des réactifs à l'équilibre, et donc la position d'équilibre, peuvent être modifiées en changeant la concentration de toute espèce impliquée dans la réaction, la température ou la pression.
Pour répondre à la question, nous voulons savoir comment l’augmentation de la pression affecterait le pourcentage de produits à l’équilibre pour chacune des réactions données. Pour nous aider à comprendre comment la pression affecterait le pourcentage de produits à l’équilibre, nous pouvons utiliser le principe de Le Chatelier.
Le principe de Le Chatelier stipule que pour l’équilibre dynamique, si les conditions changent, la position de l’équilibre se déplacera pour contrer le changement. Si nous devions augmenter la pression sur un équilibre dynamique, la position de l’équilibre se déplacerait pour contrer le changement, c’est-à-dire pour diminuer la pression. Pour les réactions impliquant des gaz, l'équilibre se déplacera vers le côté contenant le moins de moles de gaz afin de diminuer la pression du système. Dans cette optique, examinons chacune des réactions données.
Dans la réaction A, deux moles de gaz sont en équilibre avec quatre moles de gaz. Si la pression était augmentée sur cet équilibre dynamique, l’équilibre se déplacerait vers les réactifs, le côté qui a le moins de moles de gaz. Au fur et à mesure que la pression augmente, il y a de plus en plus de réactifs dans la cuve de réaction et de moins en moins de produits. Ainsi, le pourcentage de produits à l’équilibre diminuera à mesure que la pression augmentera. Cela est illustré dans le graphique 3.
Dans la réaction B, trois moles de gaz sont en équilibre avec deux moles de gaz. Si la pression était augmentée sur cet équilibre dynamique, l’équilibre se déplacerait vers les produits, le côté qui a le moins de moles de gaz. Au fur et à mesure que la pression augmente, il y aura de plus en plus de produits dans le récipient de réaction et de moins en moins de réactifs. Ainsi, le pourcentage de produits à l’équilibre augmentera à mesure que la pression augmentera. Cela est illustré dans le graphique 1.
Dans la réaction C, deux moles de gaz sont en équilibre avec deux moles de gaz. Comme le nombre de moles de gaz des deux côtés de l'équilibre est le même, la modification de la pression n'aura que peu ou pas d'effet sur l'équilibre. Ainsi, le pourcentage de produits à l’équilibre restera constant. Cela est illustré dans le graphique 2.
Nous avons maintenant fait correspondre chacune des réactions à son graphique. La réaction A correspond au graphique 3, la réaction B correspond au graphique 1 et la réaction C correspond au graphique 2.