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Principe de le Châtelier

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Selon le principe de Le Châtelier, si l’équilibre d’un système est perturbée par un stress, le système se déplacera pour compenser.

Quand un système chimique est en équilibre, il n’y a aucun changement net dans la concentration de ses réactifs ou des produits. Si aucun paramètre, tels que la concentration ou de température est altérée, l’équilibre sera perturbée.

Le système réajuste en déplaçant le sens de la réaction, jusqu'à ce qu’un nouvel équilibre soit atteint.

Cette vidéo fera la démonstration principe de Le Châtelier en montrant l’influence de la concentration et la température sur les réactions chimiques à l’équilibre.

Réactions chimiques réversibles se composent de deux processus opposés : la réaction vers l’avant et la réaction inverse. Lorsque ces deux processus se produisent à la même vitesse, le système est en équilibre. Principe de le Châtelier stipule que, lorsqu’un système à l’équilibre est stressé, il se déplace pour contrecarrer la perturbation.

Par exemple, si on augmente la concentration d’une espèce de réactif dans une solution d’équilibre, l’équilibre se déplacera vers les produits, en augmentant la vitesse de la réaction vers l’avant. Finalement, le système va atteindre un nouvel équilibre.

Température peut également être considérée comme une composante de réaction. Dans des réactions exothermiques, la chaleur est libérée, ce qui en fait un produit. Dans les réactions endothermiques, chaleur est absorbée dans les environs, ce qui en fait un réactif. Ainsi, ajoutant ou en supprimant la chaleur perturbe l’équilibre, et le système ajustera.

Cette expérience se penchera sur la réaction ionique de fer (III) avec le thiocyanate pour former un complexe de thiocyanate de fer (III). Le produit est rouge, tandis que les réactifs sont jaune ou incolore, permettant des changements dans l’équilibre à observer visuellement.

Les concentrations de ces composants seront modifiées par des ions soit directement ajouter à la solution, ou en les supprimant sélectivement par le biais de la formation de sels insolubles. On observera également l’effet d’un changement de température sur cette solution.

Maintenant que vous comprenez le principe de Le Châtelier, vous êtes prêt à commencer la procédure.

Pour commencer la procédure, déposer une goutte de solution de nitrate de fer 1 M dans un tube à essai. Placer une goutte de solution de thiocyanate de potassium 1 M dans un deuxième tube à essai. Diluer chacun avec 2 mL d’eau. Ces deux tubes serviront de témoins pour le reste de l’expérience.

Ensuite, dans un nouveau tube, ajouter une goutte de chaque solution. Ajouter 16 mL d’eau et bien mélanger. Enregistrer des observations éventuelles.

Diviser ce mélange en portions de 2 mL dans des tubes à essai marqués sept. Mettre de côté le tube initial comme un contrôle de sulfocyanure de fer.

Ensuite, ajouter les réactifs aux tubes 1 à 6 selon le tableau 2 ci-dessous. Secouer pour mélanger chaque fois qu’une espèce est inscrite et consigner toutes les observations.

Place éprouvette 7 dans un bain d’eau chaude pendant 1 à 2 min. comparer la solution chaude pour le contrôle de sulfocyanure de fer et d’enregistrer des observations éventuelles.

La couleur rouge a intensifié dans les solutions 1 et 2, lorsqu’on augmente la concentration des réactifs. Cela indique que l’équilibre est déplacé vers la droite, conduisant à la production du thiocyanate de fer (III) plus.

Les solutions qui ont reçu de nitrate d’argent devient incolores et forment un précipité. L’addition de l’ion thiocyanate cause la couleur rouge à réapparaître. La couleur rouge ne reparut pas lorsqu’on ajoute des ions de fer. De ces observations, on peut conclure que l’ion thiocyanate est sélectivement retirée de la solution dans le précipité. La diminution de sa concentration, l’équilibre est décalé vers la gauche. Ajout d’ion thiocyanate dans solution causée l’équilibre à décaler vers la droite.

Les solutions qui ont reçu du phosphate de potassium ont été observées à s’estomper et devenir jaune. Lorsque la concentration en ions fer augmentait, la couleur rouge est réapparu et la solution devenue trouble. Augmentation de la concentration de l’ion thiocyanate n’avait aucun effet. Ainsi, on peut déduire que fer a retiré sélectivement la solution pour former un sel de phosphate de fer, causant l’équilibre vers la gauche. Le sel de phosphate de fer a finalement précipité hors de la solution lorsque plus de fer a été ajouté, et l’équilibre déplacé vers la droite.

La couleur rouge de Solution 7 s’est évanouie à orange comme la température a augmenté. Ce déplacement de l’équilibre vers la gauche indique que la réaction est exothermique, et que la chaleur est générée lorsque le produit de sulfocyanure de fer est formé.

Le concept d’équilibre déplacement a plusieurs applications dans un large éventail de domaines scientifiques.

Principe de le Châtelier explique pourquoi les solutions tampons résister au changement de pH. Dans cet exemple, une solution de tampon acétate de sodium a été utilisée pour maintenir un pH presque constant.

En solution aqueuse, dissociation acide est une réaction réversible où les anions désolidariser les ions hydrogène. Solutions tampons sont souvent un mélange à l’équilibre des ions dissociés de l’hydrogène, un acide faible et son anion — aussi connu sous le nom de sa base conjuguée.

Si on ajoute un acide fort, il va dissocier complètement, augmentation de la concentration des ions d’hydrogène en solution. L’équilibre de la réaction acide faible se déplace vers la gauche à la suite, réduire la concentration d’ions d’hydrogène, jusqu'à atteindre un nouvel équilibre. Pour cette raison, les solutions tampons sont utilisées comme un moyen de maintenir le pH à une valeur presque constante dans une large variété d’applications chimiques.

La polymérisation, le processus des molécules qui réagissent ensemble pour former des chaînes polymères, est essentielle à la division cellulaire bactérienne. Dans cet exemple, principe de Le Châtlelier a été observée en effectuant des essais de sédimentation FtsZ dans diverses conditions. Neuf mémoires tampons ont été créés, chacun avec des compositions uniques et des valeurs de pH. Polymérisation était induite, alors contrôlée par la diffusion de la lumière angle 90°. Il a été constaté que le pH et la composition du tampon affectée de polymérisation, que chacun prévoyait un facteur de stress qui a déplacé l’équilibre de la réaction.

Enfin, principe de Le Châtlelier peut être utilisé dans la production et la récupération des matériaux dans les réactions organiques. Dans cet exemple, ammonium a été retrouvée dans le cours d’eau riches en azote.

Le flux a été adopté grâce à un système électrochimique, oxydation de l’eau et permettant la séparation des ions ammonium. Ces ions ont ensuite été soumises à un pH élevé, déplaçant leur équilibre et la conversion de l’ammonium en ammoniac volatil au volant.

Il a capturé l’ammoniac était ensuite passé à travers une colonne de décapage et d’absorption à piéger l’ammoniac en milieu acide, déplacement de l’équilibre dans l’autre sens.

Vous avez juste regardé introduction de Jupiter à l’influence de la température et la concentration sur les réactions selon le principe de Le Châtelier. Vous devez maintenant comprendre le concept d’équilibre, comment les changements dans la concentration feront se déplace et que la chaleur peut être considéré comme une composante de réaction.

Merci de regarder !

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