Equilibres en solutions : thermodynamique et méthodes de calcul

Auteur(s) :

Bernache-Assollant, Didier Découvrir l'auteur

Résumé

Ce manuel de cours présente la partie la plus importante du programme de chimie, les équilibres en solutions aqueuses : les acides et les bases, les calculs de pH et les dosages, les complexes, l'oxydo-réduction. Les chapitres sont illustrés d'exemples numériques et des exercices d'application sont rassemblés en fin de chapitre.

Autre(s) auteur(s)
- Cournil, Michel (1951-....)
Éditeur(s)
- Masson
Date
- 1997
Langues
- Français
Description matérielle
- XIV-288 p. ; 24 x 16 cm
Collections
- Enseignement de la chimie
Sujet(s)
- Solutions (chimie)
- Équilibre chimique
ISBN
- 2-225-82839-3
Indice
- 541.2 Équilibres et solutions
Quatrième de couverture
- Ce manuel décrit de façon claire l'équilibre thermodynamique d'une solution aqueuse.
- Il permet ensuite de calculer rapidement la composition de la solution à l'équilibre en utilisant la méthode dite «de la réaction prépondérante», complétée par la notion d'espèces incompatibles et de systèmes équivalents. Cette démarche est à la fois rationnelle et très pédagogique, car elle évite les hypothèses a priori que requièrent les autres méthodes.
- Les différents chapitres sont illustrés non seulement d'exemples numériques dans le fil du texte qui permettent de fixer les idées, mais aussi d'exercices d'application en fin de chapitre.
- Etudiants des DEUG Sciences SM, SV et ST.
- Etudiants des classes préparatoires scientifiques.
- Candidats aux concours d'enseignement.

Tables des matières

- Equilibres en solution
- Thermodynamique et méthodes de calcul
- Didier Bernache-Assollant/Michel Cournil
- Masson
- Avant-proposXI
- Liste des principaux symboles utilisésXIIII
- Chapitre 1 - Les équilibres chimiques1
- 1. Les systèmes chimiques1
- Les variables de composition2
- Les états standard d'un composé chimique2
- Les différents systèmes4
- 2. La réaction chimique5
- Les coefficients stœchiométriques5
- Réactifs et produits6
- Avancement et degré d'avancement d'une réaction8
- Les chaleurs de réaction11
- 3. Evolution et équilibre chimique12
- Réaction totale12
- Réaction équilibrée13
- 4. Les systèmes équivalents thermodynamiquement (SET)18
- 5. Système à plusieurs réactions chimiques20
- Les équilibres indépendants20
- Le bilan matière20
- Chapitre 2 - Acides et bases en solution aqueuse27
- 1. L'eau solvant28
- Hydratation et hydrolyse28
- Electrolyte fort ou faible29
- 2. Réactions acides-bases29
- Définitions29
- Réactions acide-base31
- Solvolyse de type acide-base31
- Auto-dissociation de l'eau32
- 3. Le pH des solutions aqueuses33
- Définition du pH33
- Echelle de pH pour les solutions diluées33
- 4. Force des acides et des bases34
- Acides forts et bases fortes34
- Acides faibles35
- Bases faibles39
- Domaines de prédominance des formes AH et A-40
- 5. Sens des réactions acide-base42
- Nivellement par le solvant eau45
- Echelles des pKe et pKb dans l'eau46
- Exercices corrigés48
- Chapitre 3 - Les méthodes de calcul du pH, le pH des acides ou des bases55
- 1. Introduction55
- 2. La précision du calcul des pH56
- 3. Les deux méthodes de calcul56
- Première méthode : les équilibres avec l'eau, l'électroneutralité et les bilans matière56
- Deuxième méthode : les systèmes équivalents thermodynamiquement et les réactions de contrôle59
- 4. Les acides forts - les bases fortes73
- Les acides forts73
- Les bases fortes74
- 5. Les acides faibles - les bases faibles75
- Les monnoacides faibles75
- les monobases faibles77
- Les diacides78
- Les dibases80
- Les mélanges d'acides80
- Les mélanges de bases85
- Exercices corrigés87
- Chapitre 4 - Les mélanges acides et bases99
- 1. Les mélanges acide fort et base forte99
- 2. Les mélanges acide faible et base faible101
- Acide faible et base faible conjugués101
- Acide faible et base faible de deux couples différents102
- Acide faible et base faible identiques - ampholyte106
- 3. Les mélanges acide faible et base forte108
- 4. Les dosages acide-base110
- Dosage d'un acide fort par une base forte110
- Dosage d'un acide faible par une base forte114
- Le dosage d'un polyacide par une base forte118
- 5. Les indicateurs colorés120
- Définition120
- Utilisation121
- 6. Le pouvoir tampon122
- Exercices corrigés125
- Chapitre 5 - Les complexes143
- 1. Généralités143
- Définition143
- Nomenclature144
- 2. Stabilité des complexes144
- Constante de dissociation - Constante de formation144
- Constante globale et constantes successives145
- Domaines de prédominance145
- 3. Calcul des concentrations en solution146
- Solution d'un complexe147
- Mélange de deux complexes ayant le même ligand147
- Mélange d'un complexe et d'une cation accepteur du même ligand149
- Complexe amphotère151
- 4. Influence du pH sur la stabilité des complexes155
- Cation acide155
- Ligand basique156
- 5. Les dosages complexométriques157
- Exercices corrigés161
- Chapitre 6 - Les équilibres solide-liquide177
- 1. La condition d'équilibre solide-liquide177
- 2. Calculs de la solubilité180
- 3. Effet d'ion commun181
- Exemple introductif181
- Précipitation concurrentielle de deux solides182
- 4. Déplacements des équilibres solide-liquide183
- Sursaturation183
- Interférence avec un équilibre acido-basique185
- Interférence avec un équilibre de complexation189
- 5. Dosages par précipitation190
- Le dispositif expérimental191
- Caractérisation de l'équivalence191
- Avant l'équivalence192
- Après l'équivalence192
- Allure de la courbe : pAg = f(x)193
- Utilisation d'un indicateur coloré193
- Exercices corrigés196
- Chapitre 7 - Oxydants et réducteurs en solution aqueuse203
- 1. Caractéristiques des réactions d'oxydoréduction203
- 2. Ecrire une réaction d'oxydoréduction205
- Déterminer un nombre d'oxydation205
- Ecrire une demi-réaction redox207
- Equilibrer une réaction d'oxydoréduction209
- 3. Equivalence des aspects électrochimiques et thermodynamiques210
- La pile Daniell : mise en évidence des aspects électrochimiques de l'oxydoréduction210
- Relation entre f.e.m. et grandeurs thermodynamiques212
- La relation de Nernst214
- Les différentes électrodes217
- 4. Domaines de prédominance220
- 5. Prévision des réactions d'oxydoréduction223
- Exercices corrigés230
- Chapitre 8 - Calculs de potentiels redox Dosages et diagrammes239
- 1. Détermination du potentiel standard d'un couple redox239
- Calcul de E0 à partir de données thermodynamiques240
- Calcul de E0 à partir de potentiels standard connus240
- 2. Calculs sur les piles241
- f.e.m. en cours de fonctionnement242
- Quantité d'électricité récupérable242
- Influence de la température sur la f.e.m.242
- 3. Calcul du potentiel redox de différents mélanges243
- 4. Dosages redox250
- Le dispositif expérimental250
- Caractéristiques de l'équivalence250
- Variation du potentiel redox au cours du dosage253
- Utilisation d'un indicateur coloré256
- 5. Interactions oxydoréduction-précipitation258
- Déplacement d'un équilibre d'oxydoréduction par un effet de solubilité258
- Déplacement d'une réaction de dismutation par effet de solubilité260
- 6. Interaction oxydoréduction-complexation261
- 7. Les diagrammes potentiel-pH263
- Structure d'un diagramme potentiel-pH264
- Description d'un diagramme potentiel-pH265
- Utilité d'un diagramme potentiel-pH268
- Exercices corrigés273