I) Détermination de l'état final : méthode de la réaction prépondérante
1) Définition :
La réaction prépondérante (R.P) est la réaction qui est principalement responsable du changement de composition de système chimique. C'est donc celle qui a l'avancement le plus important.
La R.P a lieu entre l'acide le plus fort en solution et la base la plus forte présente en solution.
2) Méthode de la réaction prépondérante
Étape 1 : Classer les couples acido-basiques sur un axe de pKa et encadrer les espèces initiales
Étape 2 : Identifier l'acide le plus fort et la base la plus forte parmi les espèces encadrées
Étape 3 : Écrire l'équation de la RP et calculer sa constante K
Si K ≪ 1 : Réaction limitée - Faire un tableau de matière et résoudre
Si K ≫ 1 : Réaction quasi-totale - Faire une nouveau bilan des espèces et reprendre l'étape 2
Étape 4 : Vérifier la validité des hypothèse de départ
3) Exemple :
Mélange : CH3COOH (0,2 mol/L) + NH3 (0,1 mol/L)
Données : pKa(NH4+/NH3) = 9,2 et pKa(CH3COOH/CH3COO-) = 4,8
Déterminer la composition à l’état
final ?
Résolution :
- NH4+/NH3 (pKa = 9,2)
- CH3COOH/CH3COO- (pKa = 4,8)
- Les couples de l'eau
Classez les couples suivant le pKa
Encadrez les espèces présentent avant la réaction
- La première réaction prépondérante sera entre la base la plus forte et l'acide le plus fort.
| État | NH3 | CH3COOH | CH3COO- | NH4+ |
|---|---|---|---|---|
| EI (mol/L) | 0,1 | 0,2 | 0 | 0 |
| EF (mol/L) | 0 | 0,1 | 0,1 | 0,1 |
K = 10(9,2-4,8) = 104,4 ≈ 2,5×104 ≫ 1
(Réaction quasi-totale)
Le système dernier est pris comme un nouveau système initial.
➔ pas de réaction prépondérante quantitative
l'équilibre de contrôle (EC) choisit est celui de plus forte constante d'équilibre.
K°=1 : Cette relation ne modifie pas les concentrations en présence.