critère et taux d'avancement final

[Invité]

bonjour,
j'ai fait un exercice concernant la chimie ,
or les résultats que j'obtiens me paressent flou , je supose donc avoir fais une (ou plusieurs) erreur .
voici l'énoncer :

On mélange des volumes égaux V=10.0mL des solutions aqueuses suivantes toutes de même concentration c=0.10mol/L
Les espèces sont : fluorure d'hydrogène, fluorure de sodium, chlorure d'ammonium et ammoniac
1. Ecrire l'équation de la réaction entre le fluorure d'hydrogère et l'ammoniac et calculer la contante d'équilibre associée.
2.Calculer le quotient de réaction dans l'état initial.
3. En déduire dans quel sens évolue le système chimique.
4. Dresser le tableau d'évolution de cette transformation.
5. Etablir la relation liant la constante d'équilibre k associée à la réaction et l'avancement à l'équilibre noté xeq. calculer xeq.
6.calculer l'avencement maximal puis le taux d'avancement final, conclure.

et voici mes réponses:

1. HF + NH3 = F- + NH4+

k=[F-][NH4+]/[HF][NH3] = Pka1/Pka2 = 3.2/9.2 = 0.35

2. Qr,i=[F-][NH4+]/[HF][NH3] = 0*0/0.10*0.10 = 0

3. k suprérieur à Qr,i le système évolue spontanément dans le sens direct.
4. tableau d'avancement (ça je pense qu'il est correct)

5. A l'équilibre on a :

k=((n(HF)+xeq)/V)/((n(NH3)-xeq)/V) = n(HF)+xeq/n(NH3)-xeq = k(n(NH3)-xeq)-n(HF)-xeq=0 = xeq=(-Kn(NH3)+n(HF))/(-K-1)
d'où xeq= ((-0.35)(0.001)+0.001)/(-0.35-1) = -4.8*10-4

6.n(NH3)-xmax=0
n(NH3)=max
xmax=0.001mol

tau=xeq/xmax = -4.8*10-4/1.0*10-3 = -0.48
la réaction n'est pas finale

je souhaiterais comprendre mes erreur et que vous m'aidiez à les résoudre . Merci

[SoS(6)]

Bonsoir,

En effet il y a pas mal d'erreurs...
La réponse à la question 1 est bonne, mais pour la 2 votre quotien pour K est bon (à condition que les valeurs entre crochet expriment des valeurs à l'équilibre) par contre K=Ka1/Ka2 et non le rapport des pKa.

Votre calcul de Qr,i n'est pas bon et je crains donc que votre tableau d'avancement non plus.
En effet vous avez calculé Qr,i = 0 en prenant les valeur de [F-] et [NH4+] égales à zéro, ce qui n'est pas le cas, vous avez des ions fluorure et ammonium dans votre mélange initial (relisez bien votre texte). De même lorsqu'on mélange 4 solutions de concentration, en différentes espèces, identique et à volumes identiques; la concentration de chacune est divisée par 4 par effet de dilution !!! Elles ne sont plus égales à 0,1 mol/L

Comme vous avez les quatre espèces présentes initialement en quantité identique Qr,i= 1, ce qui reste néanmoins TRES inférieur à K (le bon, pas celui de votre calcul) et votre réponse à la question 3 est exacte.

Pour 5 il faut avoir établi parfaitement votre tableau d'avancement en remarquant bien que vous avez dès la départ toutes les espèces présentes à la même concentration de 0,025 mol/L, que les deux réactifs diminuent dans les mêmes proportions, que les produits de réaction augmentent dans les mêmes proportions.
Exprimez bien dans votre tableau les expressions (en concentration directement) de chaque espèce à l'état d'équilibre et reportez ces expressions dans votre formule de K (qui est exacte).
Pour 6, n'oubliez pas que la racine carrée permet, quand c'est possible, d'éviter des équations du deuxième degré.
Pour vous aider un peu sans vous donner directement la réponse pour xeq, il reste à l'équilibre une concentration en HF et en NH3 de 5 .10^-5 mol/L....

Bon courage !

[Invité]

Merci beaucoup , j'ai compris mes erreurs .
Je vais retravailler cet exercice , et il ne devrait plus y avoir de problème.
merci encore