Carnet de cours
Chimie générale
20. Grandeurs intensives |
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| Quantité de matière et grandeurs molaires | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| • La quantité de matière, notée n et mesurée en moles (mol) d'une population de N individus s'écrit | \(\displaystyle \mathrm{ n = \frac{N}{N}_A }\) | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| où NA est la constante d'Avogadro (ou nombre de Loschmidt) | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| • La concentration molaire, notée \(\displaystyle \mathrm{ c }\) et mesurée en mol·L-1, d'une quantité n de matière de soluté dans un volume V de solvant s'écrit | \(\displaystyle \mathrm{ c = \frac{n}{V} }\) | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| • Le facteur de dilution, noté f et mesuré sans unité, d'un volume initial prélevé Vi (solution mère, à la pipette) dilué dans un volume final Vf (solution fille, dans une fiole) s'écrit : | \(\displaystyle \mathrm{ f = \frac{V_f}{V_i} }\) | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| • Le volume molaire, notée Vm et mesuré en L·mol-1, d'un corps occupant un volume V et de quantité de matière n, s'écrit | \(\displaystyle \mathrm{ V_m = \frac{V}{n}}\) | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| • La masse molaire, notée M et mesurée en g·mol-1, d'une masse m d'un corps pur simple ou composé et d'une quantité n de ce même corps, s'écrit | \(\displaystyle \mathrm{ M = \frac{m}{n} }\) | ||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Théorème : masses molaires moléculaires | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| D'après le théorème de superposition des masses, la masse molaire M d'une molécule est égale à la somme des masses molaires atomiques des atomes qui la constituent | \(\displaystyle \mathrm{ M = \sum{n_i \ M_i} }\) | ||||||||||||||||||||||||||||||||
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Grandeurs massiques et volumiques |
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| • La concentration massique, notée cm et mesurée en g · L-1, d'une masse m de soluté dissoute dans un volume V de solvant s'écrit | \(\displaystyle \mathrm{ c_m = \frac{m}{V} }\) | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Concentrations massique et molaire | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| D'après les définitions de la concentration massique et de la concentration molaire on montre que | \(\displaystyle \mathrm{ c_m = M \ c }\) | ||||||||||||||||||||||||||||||||
• La masse volumique, notée \(\displaystyle \mathrm{ ρ }\) et mesurée en kg · m-3, d'une masse m d'un corps pur ou composé et de volume V, s'écrit |
\(\displaystyle \mathrm{ ρ = \frac{m}{V} }\) |
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• La densité, notée d et mesurée sans unité, d'un corps de masse volumique \(\displaystyle \mathrm{ ρ }\) s'écrit |
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| pour un liquide (où ρeau est la masse volumique de l'eau prise à 4°C et à pression atmosphérique.) | \(\displaystyle \mathrm{ d = \frac{ρ}{ρ}_{eau} }\) | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| pour un gaz (où ρair est la masse volumique de l'air prise à 4°C et à pression atmosphérique.) | \(\displaystyle \mathrm{ d = \frac{ρ}{ρ}_{air} }\) | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| • La teneur massique, notée t et mesurée en g·L-1, d'une masse m d'un soluté dans un volume V de solvant s'écrit | \(\displaystyle \mathrm{ t = \frac{m}{V} }\) | ||||||||||||||||||||||||||||||||
Degrés caractéristiques |
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| • La dureté d'une eau, ou titre hydrotimétrique, noté T.H. et mesuré en °F, quantitifie la teneur massique (en mg·L-1) en ions calcium t (Ca) et magnésium t (Mg) d'une eau tel que 1°F correspond à une concentration molaire de 0,1·10-3 mol·L-1. | \(\displaystyle \mathrm{ TH = \frac{t \ (Ca)}{4} + \frac{t \ (Mg)}{2,4} }\) | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Une eau telle que TH > 20°F est dite dure. | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Une eau telle que TH < 20°F est dite douce. | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| • Le degré alcoolique ou titre alcoométrique, sans notation et mesuré en degré ° ou % vol., est le pourcentage en volume d'alcool contenu dans une boisson. | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| • L'acidité totale d'un vin, notée AT, est la somme des acidités titrables lorsqu'on amène le pH à 7 par addition d'une solution alcaline titrée. Le dioxyde de carbone n'est pas compris dans l'acidité totale. | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| • Le degré Dornic, noté °D, est la masse exprimée en dg (0,1g) d'acide lactique contenue dans un litre de lait. | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| • Le degré chlorométrique, sans notation et mesuré en degré chlorométrique °, est le volume de dichlore (Cl2(g) en litres dans les conditions normales de température et de pression) dégagé par un litre d'eau de Javel en présence d'acide en excès. | |||||||||||||||||||||||||||||||||
21. Éléments chimiques |
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| Electron, élément, corps pur simple ou composé | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| • On appelle électron la particule élémentaire portant la charge - e où e est la charge élémentaire. | \(\displaystyle\mathrm{ e^-}\) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| • On appelle numéro atomique, noté Z, d'un élément de symbole X, le nombre de protons contenus dans son noyau. | \(\displaystyle\mathrm{_ZX}\) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| • On appelle élément chimique l'ensemble des atomes ayant le même numéro atomique. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| • On dit qu'un corps est un corps pur s'il est constitué d'une seule espèce chimique, corps pur simple s'il est constitué d'un seul type d'atomes, et corps pur composé s'il est constitué de plusieurs types d'atomes. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
Classification périodique |
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| • On appelle classification ou tableau de Mendéléief ou encore tableau périodique, la classification empirique des éléments chimiques selon leurs propriétés chimiques. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| • On appelle période, numérotée de 1 à 7 ou de K à Q, une ligne du tableau périodique. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| • On appelle famille, numérotée de 1 à 18, une colonne du tableau périodique. Les éléments de la première colonne constituent la famille dite des alcalins. Ceux de l'avant-dernière colonne constituent la famille dite des halogènes. Ceux de la dernière colonne constituent la famille dite des gaz rares ou gaz inertes ou encore des gaz nobles. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ion, anion, cation |
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| • Un ion est un atome ou un groupe d'atomes portant une charge électrique non nulle à cause de la perte ou du gain d'un ou plusieurs électrons. Si cette charge est positive alors on parle de cation, si elle est négative alors on parle d'anion. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Règles de remplissage du duet et de l'octet pour Z ≤18 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| D'après les lois de la mécanique quantique, on montre qu'au cours d'une réaction chimique : | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| si Z ≤ 4 alors l'élément tend à acquérir un duet d'électrons | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| si Z >4 alors l'élément tend à acquérir un octet d'électrons | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
Liaisons ionique et covalente, molécule |
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| • La liaison ionique entre deux atomes résulte de l'attraction électrostatique entre un anion et un cation. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| • La liaison de covalence entre deux atomes résulte de la mise en commun d'un ou de plusieurs électrons de valence de la part de chacun des deux atomes. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| • On appelle molécule un assemblage d'atomes liés entre eux par des liaisons de covalence. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
Electronégativité, polarité, liaisons hydrogène |
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| • L'électronégativité, notée \(\displaystyle \mathrm{ χ }\) et mesurée sans unité, d'un élément chimique, est sa capacité à attirer les électrons à lui. | \(\displaystyle\mathrm{χ}\) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nature d'une liaison et électronégativité | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Si la différence d'électronégativité entre deux atomes est supérieure à 1,7 alors ils sont susceptibles d'engager une liaison ionique, dans le cas contraire ils sont susceptibles d'engager une liaison de covalence. | \(\displaystyle\mathrm{Δχ_{ionique}>1,7}\) \(\displaystyle\mathrm{Δχ_{covalence} < 1,7}\) |
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• Une liaison est dite polarisée si elle relie deux éléments d'électronégativités différentes. |
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| • On appelle charge partielle, notée \(\displaystyle \mathrm{ δ^{⊕} }\) si elle est positive et \(\displaystyle \mathrm{ δ^{⊖} }\) si elle est négative, la charge d'un site résultant de la différence d'électronégativité entre deux atomes formant une liaison de covalence. | \(\displaystyle \mathrm{ δ^{⊕} }\) ______ \(\displaystyle \mathrm{ δ^{⊖} }\) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| • Une molécule est dite apolaire si la position moyenne des charges positives est confondue avec la position moyenne des charges négatives. Dans le cas contraire, la molécule est dite polaire. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
Dipôle et interactions de Van des Waals |
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| • On appelle dipôle l'assemblage de deux charges électriques opposées, représentant l'équivalent électrostatique d'une moléculaire polaire. Si la polarité d'une molécule est permanente alors elle est représentée par un dipôle permanent, si elle est provoquée par l'approche d'une charge électrique à proximité alors elle est représentée par un dipôle induit. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| • On appelle liaison de Van der Waals une interaction électrique intermoléculaire entre deux dipôles. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| • On appelle interaction de Keesom, l'interaction entre deux dipôles permanents ; interaction de Debye l'interaction entre un dipôle permanent et un dipôle induit ; interaction de London l'interaction entre deux dipôles induits. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| • On appelle liaison hydrogène une interaction entre un atome d'hydrogène et un atome plus électronégatif. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
Solvant, soluté, solubilité |
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| • On appelle solvant l'espèce largement majoritaire d'une solution et soluté une espèce minoritaire présente dans la solution. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| • On appelle solubilité, notée s en mesurée en g·L-1, la plus grande masse m d'un soluté qu'on peut dissoudre dans un volume V de solvant donné. | \(\displaystyle\mathrm{ s=\frac{m}{V} }\) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Solubilité des espèces chimiques | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Les espèces ioniques ou polaires sont plus solubles dans un solvant polaire que dans un solvant apolaire alors que les espèces apolaires sont plus solubles dans les solvants apolaires que dans les solvants polaires. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
22. Réaction chimique |
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| Réactifs et produits | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| • On appelle réactifs les espèces chimiques susceptibles de réagir entre elles et de se transformer en d'autres espèces chimiques appelées produits de la réaction. | \(\displaystyle \mathrm{Réactifs \longrightarrow Produits}\) | |||||||||||||||||||||||||||||||
| • On appelle stœchiométrie les proportions dans lesquelles les réactifs sont consommés et les produits produits. | \(\displaystyle \mathrm{α \ A + β \ B \longrightarrow γ \ C + δ \ D}\) | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Nombres stœchiométriques | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| D'après la conservation de la quantité de matière, la stœchiométrie d'une réaction est déterminée par la conservation de la nature et de la quantité des élèments des réactifs et des produits de la réaction. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
Avancement de réaction |
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| • L'avancement de réaction, noté x et mesuré en moles, est une grandeur théorique permettant de comptabiliser les quantités de réactifs disparus et les quantités de produits apparus au cours d'une réaction chimique. Pour un produit dont le nombre stœchiométrique vaut ν, l'avancement s'écrit : | \(\displaystyle \mathrm{x =\frac{n-n_0}{ν}}\) | |||||||||||||||||||||||||||||||
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Réactif limitant, avancement maximal, avancement final |
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| • On dit d'une réaction qu'elle est totale, si à la fin de la réaction, l'un des réactifs est consommé totalement. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| • On appelle réactif limitant, le réactif qui serait totalement consommé si la réaction était totale. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| • On dit qu'un mélange est stœchiométrique si tous les réactifs sont limitants. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| • On appelle avancement maximal, noté xmax, la valeur prise par l'avancement si le réactif limitant est totalement consommé. | \(\displaystyle \mathrm{x_{max}}\) | |||||||||||||||||||||||||||||||
| • On appelle avancement final, noté xf , la valeur effective de l'avancement à la fin de la réaction. | \(\displaystyle \mathrm{x_f}\) | |||||||||||||||||||||||||||||||
| • Le taux d'avancement final, noté τ et mesuré sans unité, d'une réaction chimique est le rapport entre la valeur de l'avancement final et celle de l'avancement maximal. | \(\displaystyle \mathrm{τ = \frac{x_f}{x_{max}}}\) | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Valeurs du taux d'avancement final | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| D'après la définition du taux d'avancement final | \(\displaystyle \mathrm{0 \leq τ \leq 1}\) | |||||||||||||||||||||||||||||||
Dosage et équivalence |
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| • Un dosage est un procédé permettant de déterminer la concentration d'une espèce en solution. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| • Un dosage par étalonnage est un procédé à l'aide duquel le dosage se fait par comparaison entre la solution titrée et plusieurs autres solutions étalonnées, c'est-à-dire, de concentrations connues. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| • Un dosage par titrage est un procédé à l'aide duquel le dosage se fait par réaction de la solution titrée avec une solution titrante. La réaction doit être rapide, totale et unique. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| • On dit qu'il y a équivalence lorsque les réactifs ont été introduits dans les proportions stœchiométriques dans le cas d'un dosage par titrage. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Relation à l'équivalence | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Si on considère une réaction de dosage entre deux réactifs A et B, de nombres stœchiométriques respectifs α et β telle que | α A + β B → γ C + δ D | |||||||||||||||||||||||||||||||
| alors les quantités introduites à l'équivalence sont nA et nB, et | \(\displaystyle\mathrm{\frac{n_A}{α} = \frac{n_B}{β} }\) | |||||||||||||||||||||||||||||||
Dissociation, dissolution, précipitation |
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| • On note en indice d'une formule brute (s) si l'espèce est à l'état solide, (ℓ) à l'état liquide, (g) à l'état gazeux et (aq) si l'espèce est en solution aqueuse. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| • On dit qu'il y a réaction de dissiociation si des liaisons de covalence sont rompues au cours de la réaction. | \(\displaystyle \mathrm{A-B \longrightarrow A + B}\) | |||||||||||||||||||||||||||||||
| • On dit qu'il y a réaction de dissolution si des liaisons ioniques sont rompues au cours de la réaction. | \(\displaystyle \mathrm{AB_{(s)} \longrightarrow A_{(aq)} + B_{(aq)}}\) | |||||||||||||||||||||||||||||||
| • On dit qu'il y a réaction de précipitation si des liaisons ioniques se forment au cours de la réaction. | \(\displaystyle \mathrm{ A_{(aq)} + B_{(aq)} \longrightarrow AB_{(s)} }\) | |||||||||||||||||||||||||||||||
| • La concentration apportée, notée C et mesurée en mol·L-1, d'un soluté, est la concentration molaire théorique de ce soluté avant la réaction avec le solvant. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| • La concentration effective, notée [X] et mesurée en mol·L-1, d'une entité est sa concentration réelle à une date précise. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
Quotient de réaction et constante de réaction |
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| • Le quotient de réaction, noté Q et mesuré sans unité, s'écrit | \(\displaystyle \mathrm{ Q = \frac{Π[produit]^{ν_i}}{Π[réactif]^{ν_i}}}\) | |||||||||||||||||||||||||||||||
| où les νi sont les nombres stœchiométriques des espèces chimiques, les concentrations sont exprimées en mol·L-1; celles du solvant et des espèces solides sont prises égales à l'unité. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| • On note (eq) en indice d'une concentration effective s'il s'agit de sa valeur à l'équilibre. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| • La constante de réaction, noté K et mesurée sans unité, est la valeur de Q lorsque la réaction a atteint l'équilibre chimique | \(\displaystyle\mathrm{K = Q_{éq}}\) | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Loi de Le Chatelier | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Au cours d'une réaction, Q tend toujours vers K. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
23. Acides-Bases |
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| Espèces acide, basique et amphotère (selon Brønsted) | ||||||||||||||||||||||||||
| • Une espèce chimique est dite acide si elle est susceptible de céder un proton. | \(\displaystyle \mathrm{ AH \longrightarrow A^- + H^+ }\) | |||||||||||||||||||||||||
| • Une espèce chimique est dite basique si elle est susceptible de capter un proton. | \(\displaystyle \mathrm{ A^- + H^+ \longrightarrow AH }\) | |||||||||||||||||||||||||
| • Une espèce est dite amphotère si elle est à la fois l'acide conjugué d'une base et la base conjuguée d'un acide. | ||||||||||||||||||||||||||
| Couple acide-base | ||||||||||||||||||||||||||
| D'après les définitions des espèces acides et basiques on montre que des espèces acides et basiques sont conjuguées | \(\displaystyle \mathrm{ AH \ / \ A^- }\) | |||||||||||||||||||||||||
Réaction de dissociation et potentiel hydrogène |
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| • On appelle réaction de dissociation la réaction d'une espèce acide AH avec l'eau, où l'eau est la base conjuguée de H3O+. | \(\displaystyle \mathrm{ AH + H_2O ⇄ A^- + H_3O^+ }\) | |||||||||||||||||||||||||
| • Le potentiel hydrogène d'une solution, noté pH et mesuré sans unité, s'écrit | \(\displaystyle \mathrm{ pH = - \ log \ [H_3O^+] }\) | |||||||||||||||||||||||||
| Constante d'acidité | ||||||||||||||||||||||||||
| D'après l'expression d'une constante de réaction, la constante de réaction de la dissociation d'une espèce acide dans l'eau s'écrit | \(\displaystyle \mathrm{ K_a = \frac{[A^-]_{eq} \ [H_3O^+]_{eq}}{[AH]_{eq}} }\) | |||||||||||||||||||||||||
Concentration en ions oxonium |
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| D'après la définition du pH, la concentration en ions oxonium s'écrit | \(\displaystyle \mathrm{ [H_3O^+] = 10^{-pH} }\) | |||||||||||||||||||||||||
• Le pKa , mesuré sans unité, associé à une constante Ka s'écrit |
\(\displaystyle \mathrm{ pK_a = - \ log \ K_a }\) |
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| Relation d'Henderson-Hasselbalch et diagramme de prédominance | ||||||||||||||||||||||||||
| D'après l'expression de la constante d'acidité et la définition du pH on montre que | \(\displaystyle \mathrm{ pH = pKa + \ log \frac{[A^-]_{eq}}{[AH]_{eq}} }\) | |||||||||||||||||||||||||
| si [AH] > [A-] alors la valeur du pH est pH < pKa |
Acide Base
 pH |
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| si [A-] > [AH] alors la valeur du pH est pH > pKa | ||||||||||||||||||||||||||
Réaction de dissociation ionique de l'eau |
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| • La réaction de dissociation ionique de l'eau ou d'autoprotolyse de l'eau, est la réaction de l'eau avec elle-même pour donner des ions hydroxyde et des ions oxonium. | \(\displaystyle \mathrm{ H_2O + H_2O ⇄ HO^- + H_3O^+ }\) | |||||||||||||||||||||||||
| Constante de la dissociation ionique de l'eau | ||||||||||||||||||||||||||
| La constante de dissociation ionique de l'eau pure à 25°C (ou produit de dissociation ionique) vaut | \(\displaystyle \mathrm{ K_e = 10^{-14} }\) | |||||||||||||||||||||||||
pH de l'eau pure |
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| D'après la valeur de la constante de dissociation ionique de l'eau on montre que le pH de l'eau pure à 25°C vaut 7. | \(\displaystyle \mathrm{ pH_{eau} = 7 }\) | |||||||||||||||||||||||||
Taux de dissociation et force d'un acide |
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| • Le taux de dissociation d'un acide, noté \(\displaystyle \mathrm{ τ }\) , mesuré sans unité, est le taux d'avancement final de la réaction de dissociation d'un acide. | \(\displaystyle \mathrm{ τ = \frac{x_f}{x_{max}} }\) | |||||||||||||||||||||||||
| • Un acide est dit d'autant plus fort qu'il se dissocie facilement. | ||||||||||||||||||||||||||
| Force d'un acide et taux de dissociation | ||||||||||||||||||||||||||
| D'après la définition du taux de dissociation, si on considère deux solutions de concentrations apportées identiques en acides différents, l'acide le plus fort est celui qui présente le taux de dissociation le plus grand. | ||||||||||||||||||||||||||
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Dosages acido-basiques |
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| Cas d'un dosage acide fort-base forte | \(\displaystyle \mathrm{ H_3O^+ + HO^- ⇄ H_2O + H_2O }\) | |||||||||||||||||||||||||
| Cas d'un dosage acide faible-base forte | \(\displaystyle \mathrm{ AH + HO^- ⇄ A^- + H_2O }\) | |||||||||||||||||||||||||
| Cas d'un dosage acide fort-base faible | \(\displaystyle \mathrm{ H_3O^+ + A^- ⇄ AH + H_2O }\) | |||||||||||||||||||||||||
24. Oxydoréduction |
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| Espèce oxydante et espèce réductrice | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| • Une espèce chimique est dite oxydante si elle est susceptible de capter un ou plusieurs électrons. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| • Une espèce chimique est dite réductrice si elle est susceptible de céder un ou plusieurs électrons. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Couple oxydant-réducteur | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| D'après les définitions des espèces oxydantes et réductrices, on déduit que des espèces oxydantes et réductrices sont conjuguées | \(\displaystyle\mathrm{Ox \ / \ Red }\) | |||||||||||||||||||||||||||||||
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Oxydation, réduction |
• On dit qu'il y a oxydation lorsqu'il y a perte d'électrons. | \(\displaystyle\mathrm{Red \longrightarrow Ox + e^-}\) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| • On dit qu'il y a réduction lorsqu'il y a gain d'électrons. | \(\displaystyle\mathrm{Ox + e^- \longrightarrow Red}\) | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Ajuster l'écriture d'une demi-équation d'oxydo-réduction | ||||||||||||||||||||||||||||||||
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➀ Ajuster les quantités des éléments autres que H et O
➁ Ajuster la quantité de O par H2O ➂ Ajuster H par H+ en milieu acide ou HO- en milieu basique ➃ Ajuster la charge par e- |
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Ajuster l'écriture d'une équation d'oxydo-réduction dans l'eau |
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| Ajuster la stœchiométrie de chaque demi-équation en sorte que la quantité d'électrons cédés par le réducteur soit égale à la quantité d'électrons captés par l'oxydant. Cette quantité est généralement le plus petit multiple commun : tous les nombres stœchiométriques d'une demi-équation sont multipliés par le nombre stœchiométrique de l'électron de l'autre demi-équation. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
Réactions de combustion et d'oxydation ménagée |
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| • On dit qu'il y a combustion lorsqu'il y a réaction entre une molécule organique et du dioxgène pour donner de l'eau et du dioxyde de carbone. La molécule organique est dite carburant et ce qui permet sa combustion (l'oxygène) est dit comburant. Une réaction de combustion est dite incomplète lorsque la quantité de comburant est en défaut. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| • On dit qu'il y a oxydation ménagée lorsque la chaîne carbonée est conservée au cours de la réaction. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
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Pile, cathode, anode, pont salin |
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| • On appelle pile un assemblage mettant en œuvre une réaction d'oxydoréduction dont l'échange d'électrons peut être capté sous la forme d'un courant électrique. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| • On appelle cathode l'électrode de la pile qui est le siège de la réaction de réduction. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| • On appelle anode l'électrode de la pile qui est le siège de la réaction d'oxydation. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| • On appelle pont salin, le milieu contenant des électrolytes en solution, migrants vers les compartiments de la pile. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Sens de migration des ions | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Afin d'assurer l'électrontreunatralité de chaque compartiment de la pile, les anions migrent vers l'anonde et les cations vers la cathode. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
25. Cinétique chimique |
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| Choc efficace et énergie d'activation | ||
| • On appelle efficace un choc entre des réactifs, s'il permet la réaction entre ces réactifs. | ||
| • L'énergie d'activation, notée Ea et mesurée en joules, est l'énergie nécessaire à la réalisation d'une réaction chimique. | ||
Temps de demi-réaction |
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| • Le temps de demi-réaction, noté t1/2 et mesuré en secondes, d'une réaction chimique, est la durée au bout de laquelle l'avancement de la réaction a atteint la moitié de sa valeur finale. | \(\displaystyle\mathrm{x (t_½) = \frac{x_f}{2}}\) | |
Facteurs cinétiques |
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| • On appelle facteur cinétique une grandeur dont la variation est susceptible de modifier la valeur du temps de demi-réaction d'une réaction chimique donnée. | ||
| Loi sur les facteurs cinétiques | ||
| La température et la pression sont des facteurs cinétiques. | ||
Vitesse volumique de réaction |
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| • La vitesse volumique, notée v et mesurée en mol·L-1·s-1, d'une réaction dans une solution de volume V s'écrit | \(\displaystyle\mathrm{ v = \frac{1}{V} \frac{dx}{dt} }\) | |
Vitesses d'apparition et de disparition |
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| • La vitesse d'apparition ou de disparition d'une espèce chimique X, notée vx et mesurée en mol·L-1·s-1, d'une réaction dans une solution de volume V s'écrit | \(\displaystyle\mathrm{ v_x = \frac{d \ [X]}{dt} }\) | |
| Vitesses d'apparition et de disparition | ||
| Si on considère la réaction suivante | α A + β B → γ C + δ D | |
| alors on montre que | \(\displaystyle\mathrm{ v= \frac{v_C}{γ}= \frac{v_D}{δ}=- \frac{v_A}{α}= - \frac{v_B}{β} }\) | |
Catalyseur |
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| • Un catalyseur est une espèce chimique qui provoque une augmentation de la vitesse de réaction sans changer la valeur de l'avancement final de la réaction et qui n'entre pas en ligne de compte dans l'écriture de l'équation bilan. | ||
| • On dit qu'il y a autocatalyse ou qu'une réaction est autocatalytique lorsque l'un des produits est un catalyseur de la réaction. | ||
| • Une catalyse est dite homogène si le catalyseur se trouve dans la même phase physique que les espèces du milieu réactionnel. | ||
| • Une catalyse est dite hétérogène si le catalyseur ne se trouve pas dans la même phase physique que les espèces du milieu réactionnel. | ||
| • Une catalyse est dite enzymatique si le catalyseur est une enzyme, c'est-à-dire une macromolécule. | ||
