Cours en ligne physique chimie en Première

Chapitres physique-chimie en Première

Cours sur l’évolution d’un système chimique en 1ère

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Résumé de cours Exercices et corrigés

Cours en ligne de physique-chimie en Première

Ce cours en ligne de physique chimie en première vous servira pour travailler le cours de spécialité sur l’évolution d’un système chimique. Vous retrouverez notamment les éléments suivants : la réaction d’oxydoréduction, l’avancement d’une réaction chimique, le tableau d’une réaction chimique et l’état final. Si vous souhaitez vous faire aider en physique et en chimie, n’hésitez pas à consulter nos cours particuliers en physique chimie. De manière hebdomadaire ou ponctuellement, un enseignant particulier à domicile ou en ligne peut vous faire progresser.

Vous pouvez consulter d’autres résumés de cours de physique chimie en première sur notre site : cours sur les outils de description d’un système chimique, dosage colorimétrique, structure des espèces chimiques, etc.

Réactions d’oxydoréduction en 1ère

Couples « rédox »

Un oxydant est une espèce susceptible de gagner un ou plusieurs électron(s). Le moyen mnémotechnique est : Oxydant Obtient un électron
Un réducteur est une espèce susceptible de céder un ou plusieurs électron(s). Le moyen mnémotechnique est RéduCteur Cède un électron
Un couple oxydant/réducteur, ou « rédox » est (dans l’ordre alphabétique oxydant est avant réducteur)
- Oxydant (Ox) : espèce chimique avant obtention d’électron(s)
- Réducteur (Red) : espèce chimique après obtention d’électron(s).

La demi-équation d’oxydoréduction s’écrit

Ox + $ne^-$ =Red

où $n$ est le nombre d’électrons obtenus par l’oxydant quand il se transforme en le réducteur

où le nombre d’électrons cédés par le réducteur quand il se transforme en l’oxydant.

Exemple : le cuivre

Le cuivre $\mathrm{Cu}$ est un réducteur, l’ion cuivre II $\mathrm{Cu^{2+}}$ est un oxydant.

Écrire la demi-équation d’oxydoréduction correspondante.

Corrigé de l’exemple : $\mathrm{Cu^{2+}+2e^-=Cu}$

Méthode d’équilibrage d’une demi équation d’oxydoréduction en 1ère

Voici la méthode générale d’équilibrage d’une demi-équation d’oxydoréduction, illustrée par le cas du couple dichromate/chrome III.

$\mathrm{Cr_2O_7^{2-}/Cr^{3+}}$

a. On équilibre l’atome central grâce à un éventuel coefficient

$\mathrm{Cr_2O_7^{2-}=2Cr^{3+}}$

b. On équilibre les oxygènes avec $\mathrm{H_2O}$

$\mathrm{Cr_2O_7^{2-}=2Cr^{3+}+7H_2O}$

c. On équilibre les hydrogènes avec $\mathrm{H^+}$

$\mathrm{Cr_2O_7^{2-}+14H^+=2Cr^{3+}+7H_2O}$

d. On équilibre les charges avec les électrons $\mathrm{e^-}$

$\mathrm{Cr_2O_7^{2-}+14H^+=2Cr^{3+}+7H_2O+6e^-}$

e. On en déduit l’espèce réductrice et l’espèce oxydante.

Le réduCteur Cède des électrons, c’est donc le dichromate $\mathrm{Cr_2O_7^{2-}}$ , l’Oxydant Obtient des électrons, c’est donc l’ion chrome III $\mathrm{Cr^{3+}}$

Réaction d’oxydoréduction en première

On équilibre une réaction rédox en éliminant les électrons entre deux demi-équations.

$Ox_1+n_1e^-=Red_1$

$Red_2=Ox_2+n_2e^-$

En multipliant la première demi-équation par $n_2$ , la seconde par $n_1$ , et en sommant, les $n_1n_2$ électrons s’éliminent et on obtient.

$n_2Ox_1+n_1Red_2\rightarrow n_2Red_1+n_1Ox_2$

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L’avancement d’une réaction chimique 1ère

Définition : avancement d’une réaction chimique

Une transformation chimique s’opère lorsqu’une réaction chimique, modélisée par une équation de réaction, s’opère.

On s’autorisera ici parfois un langage moins précis.

Lorsqu’une réaction s’opère, les réactifs (à gauche dans l’équation) sont consommés, leurs quantités de matière diminuent au cours du temps, les produits (à droite) sont formés, leurs quantités de matière augmentent au cours du temps.

Les quantités de matière des différents réactifs consommés et des différents produits formés évoluent selon des règles algébriques strictes, étant donnés les coefficients stœchiométriques.

L’avancement est une grandeur pratique et unique pour une réaction donnée, qui permet facilement de déterminer le stade d’évolution des différentes quantités de matière.

L’avancement $x$ est une quantité exprimée en moles qui mesure l’évolution de la réaction. Il vaut $0$ dans l’état initial.

Lorsque l’avancement vaut $x$ :

* la quantité de matière d’un réactif, de quantité de matière initiale $n_0$ , de coefficient stœchiométrique $\alpha$ , vaut

$n=n_0-\alpha x$

* la quantité de matière d’un produit, de quantité de matière initiale $n_0$ , de coefficient stœchiométrique $\alpha$ , vaut

$n=n_0+\alpha x$

Exemple réaction d’oxydoréduction :

On introduit dans un bécher $n_0 (Fe)=0,150~\mathrm{mol}$ et $n_0(Cu^{2+})=0,250~\mathrm{mol}$

Il se produit la réaction d’oxydoréduction :

$\mathrm{3Cu^{2+}+2Fe\rightarrow 3Cu+2Fe^{3+}}$

Quelles sont les quantités de matière de fer et d’ions fer III dans la solution quand l’avancement vaut $x=0,050~\mathrm{mol}$ ?

Corrigé de l’exemple : $n(Fe)=0,150-2\times 0,050=0,050~\mathrm{mol}$

$n(Fe^{3+})=0+2\times 0,050=0,100~\mathrm{mol}$

On remarque que la somme des quantités de matière vaut $0,0150~\mathrm{mol}$ ce qui marque la conservation de la matière fer.

Tableau d’avancement d’une réaction chimique

Retrouvez cette partie de cours sur le tableau d’avancement d’une réaction chimique dans notre application mobile gratuite PrepApp à télécharger sur Google play ou Apple store gratuitement

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Évolution d’un système chimique : État final

Réaction totale, réaction équilibrée en première

On verra en Terminale que certaines réactions chimiques peuvent ne plus évoluer alors que tous les réactifs sont encore présents dans le mélange réactionnel. On les appelle des réactions équilibrées, elles ne sont pas étudiées en classe de première.

Une réaction est totale si elle évolue jusqu’à disparition complète d’au moins un réactif.

* Ce réactif est alors en défaut, les réactifs qui restent en présence sont en excès.

* La quantité de matière finale d’un réactif en défaut vaut 0. Celles des réactifs en excès sont strictement positives.

Consultez les parties de résumés de cours suivantes en téléchargeant notre application mobile PrepApp :

2. Tableau d’avancement complet dans le cas d’une réaction totale.

3. Proportions stœchiométriques

Retrouvez d’autres cours en ligne gratuits en 1ère sur notre site :

Cours sur l’évolution d’un système chimique en 1ère

Réactions d’oxydoréduction en 1ère

Couples « rédox »

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Réaction d’oxydoréduction en première

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