Thermodynamique et cinétique chimique Correction de l'exercice : Loi d'action de masse - Calculer ...

Soit la réaction :       S(gaz)  +  O2      SO2        à 500°C                         
Si  Kp = 13,3            et               Péquilibre = P = 1 atmosphère.

a- Équilibre hétérogène.
Donner la relation qui lie Kp, Péquilibre (P) et α lorsqu'on respecte la stœchiométrie.

b- Équilibre non stœchiométrique.
Donner la relation qui lie Kp, Péquilibre (P) et α' lorsqu'on on utilise à l'état initial 2 moles de S et 1 mole
de O2.

c- Équilibre en présence d'un diluant (ou inerte).
Donner la relation qui lie Kp, Péquilibre (P) et α lorsqu'on respecte la stœchiométrie et que l'on introduit
à l'état initial
2 moles d'argon par mole de S.

a-               S     +     O2      SO2       (α concerne l'un ou l'autre des réactifs, ici nous avons
choisi O2)
        EI       1             1                                   0         (2)    
        EE    1-α         1(1-α)                             α         (2 - α)

Kp = P(SO2) / P(S) x P(O2) = [α P / (2 - α)] / [(1-α) P / (2 - α] x [(1 - α P / (2 - α)]
Kp = [α (2 - α)] / [(1-α)2 P] = 13,3        (14,3α2 - 28,6α + 13,3 = 0)      donc      α = 0,736

b-                S     +     O2     SO2         (α' concerne le réactif limitant : O2)
        EI        2              1                                0       (3)    
        EE    2 - α'      1(1 - α')                         α'      (3 - α')  

Kp = P(SO2) / P(S) x P(O2) = [α' P / (3 - α')] / [(2-α') P / (3 - α')] x [(1 - ') P / (3 - α')]
Kp = [α' (3 - α')] / [(2-α')(1-α') P] = 13,3         (14,3 α'2 - 42,9 α' + 26,3 = 0)      donc      α' = 0,859

c-             (Ar)    S        +      O2       SO2     (α" concerne O2)
        EI       2      1                 1                                     0         (4)    
        EE      2    1-α"         1(1 - α")                             α"         (4 - α")

Kp = P(SO2) / P(S) x P(O2) = [α" P / (4 - α")] / [(1-α") P / (4 -α")] x [(1 - α") P / (4 - α")]
Kp = [α" (4 -α")] / [(1-α")2 P] = 13,3        (14,3 α"2 - 30,6 α" + 13,3 = 0)      donc      α" = 0,606


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Thermodynamique et cinétique            Loi d'action de masse           Enoncé
Pr Robert Valls & Dr Richard Frèze                                                                                      robert.valls@univ-amu.fr