PEGASUS Chimie Ch7

🎯 Renseignements d'examen captés

Capturé en fin de séance 10 (pour le Ch8) : « souvent, à l'examen, je pose une question sur le pH » + « on va rester très basique, beaucoup d'approximations, je ne demande pas plus » + « il y a un nombre de types d'exercices très limité — pour maîtriser, il faut faire des exercices ».
Le distracteur catalyseur frappe encore ici : 2021 Q39-B et 2024 Q40-A (K') — un catalyseur ne déplace JAMAIS un équilibre.
Le TD5 (13 questions) est un catalogue des formats d'examen : ΔG° = −RTlnK (Q4, Q12), ΔG = ΔG° + RTlnQ (Q6), table des 4 cas (Q3), Le Chatelier (Q5), Ksp/ion commun (Q7), calcul rénal (Q8 — volume pour dissoudre un calcul !), Keq par tableau d'avancement (Q9, Q10), ΔG° via ΔH°/S° (Q2, Q11).
« La pression, peut-être pas super importante pour la médecine — mais bien retenir la température et les concentrations » (séance 9, sur Le Chatelier).
2024 Q45 : la solubilité massique par Ksp = 4S³ — la formule du cours (d.43) telle quelle.

Notions (8) → micro-notions (19)

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N1 · ATP & couplage de réactions (le cœur biochimique) 🎯

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ATP −30,5 / glucose +13,8 / couplage −16,7 kJ/mol

~10 min

📊 DIAPOS d.2-4 + 63-64
ATP + H₂O → ADP + Pᵢ : ΔG° = −30,5 kJ/mol (exergonique). Glucose + Pᵢ → glucose-6-phosphate : ΔG° = +13,8 (endergonique — pas spontanée !). Couplage (on additionne les équations, le Pᵢ s'annule) : glucose + ATP → G6P + ADP : ΔG° = +13,8 − 30,5 = −16,7 kJ/mol → spontanée. Règles : réaction opposée → ΔG° change de signe, K → 1/K ; réactions couplées → ΔG° s'additionnent, les K se multiplient.

🎙️ ORAL (séance 10)
« Notre corps doit coupler cette réaction avec une réaction fortement exergonique. » C'est LE mécanisme énergétique de la biochimie — première étape de la glycolyse.

⚠️ PIÈGE
ΔG° s'ADDITIONNENT mais les K se MULTIPLIENT (lien logarithmique !). Confondre les deux règles = le distracteur type.

📝 TOMBE EN QCM
Passerelle directe Biochimie/SMB (glycolyse). Valeurs −30,5 / +13,8 / −16,7 = par-cœur payant.

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Dans tes muscles, l'ATP vaut −62 kJ/mol (pas −30,5 !)

~10 min

📊 DIAPOS d.29-31
Le ΔG° (−30,5) suppose TOUT à 1 mol/L — irréaliste. Muscles au repos : cATP = 8 mM, cADP = 9 μM, cPᵢ = 4 mM → Q minuscule → ΔG = ΔG° + RT·ln(Q) = −30 500 − 31 730 ≈ −62 kJ/mol Le corps maintient un « mélange réactionnel énergétique » : l'hydrolyse fournit ~2× plus de travail qu'en conditions standard. Bonus (d.30) : une solution 1 M d'ATP à l'équilibre → cATP ≈ 4,5×10⁻⁶ M (quasi tout hydrolysé, Keq = 2,2×10⁵).

🎙️ ORAL (séance 9)
3ᵉ mise au point « liaison riche en énergie » : « Non — c'est une réaction avec un ΔG négatif, et cette réaction peut fournir du travail. » Et : ΔG = le travail maximal qu'une réaction peut fournir (dG = dw_extra, démontré d.28) — « c'est pour ça que ça s'appelle énergie LIBRE ».

⚠️ PIÈGE
ΔG ≠ ΔG° : le corps déplace Q pour amplifier ΔG. « L'ATP fournit 30,5 kJ/mol dans la cellule » = FAUX (≈ 60).

📝 TOMBE EN QCM
Ces 3 concentrations musculaires + le −62 = pépite inter-matières (bioénergétique SMB).

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N2 · Potentiel chimique & activités

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μᵢ = μᵢ° + RT·ln(aᵢ) : la molécule « sent » sa concentration

~8 min

📊 DIAPOS d.5-8
G dépend de tous les constituants ; le potentiel chimique μᵢ = énergie libre molaire partielle de l'espèce i. μᵢ = μᵢ° + RT·ln(aᵢ) : un terme standard + un terme d'écart aux conditions standard. Les potentiels chimiques régissent les équilibres (d.15).

🎙️ ORAL (séance 9, résumé)
C'est LA machine qui fabrique ΔG = ΔG° + RTlnQ (dérivé au tableau d.16 : dG = {ΔG° + RT ln(a_B/a_A)}dn).

⚠️ PIÈGE
μ varie avec la composition (via a) — pas une constante de l'espèce. Pour une substance pure, μ = G molaire.

📝 TOMBE EN QCM
Fondement de Henry (dérivée avec μ, d.51) et de l'osmose (μ de l'eau, d.57).

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Le tableau des activités (à réciter) : qui vaut quoi

~8 min

📊 DIAPOS d.9-14

Espèce	Activité aᵢ
gaz parfait	pᵢ/p° (p° = 1 bar)
soluté	cᵢ/c° (c° = 1 mol/L)
solvant	x (fraction molaire, ≈ 1 si dilué)
solide pur, liquide pur	1 → disparaît de K !

L'activité est sans unité. État standard du soluté : la dilution infinie extrapolée à 1 mol/L (d.14).

🎙️ ORAL (séance 9)
Démonstration CaCO₃ + 2 HCl : le solide (a=1) et l'eau (≈1) disparaissent, les Cl⁻ spectateurs s'annulent → Q = a(Ca²⁺)·a(CO₂)/a(H⁺)². « D'ailleurs c'est comme ça qu'on enlève le calcaire à la maison. »

⚠️ PIÈGE
Mettre le solide dans K = l'erreur n°1 (c'est pour ça que Ksp n'a que les ions !). Et concentrations en mol/L + pressions en bar, sinon les simplifications sont fausses.

📝 TOMBE EN QCM
Toutes les expressions de K du TD5 (Q7, Q9, Q10) en dépendent.

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N3 · Les deux formules reines : ΔG = ΔG° + RTlnQ et ΔG° = −RTlnK 🎯

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Les relations maîtresses + la table ΔG°↔K

~12 min

📊 DIAPOS d.15-18, 22-23
ΔG = ΔG° + RT·lnQ · à l'équilibre : ΔG = 0 → ΔG° = −RT·lnKeq · Keq = e^(−ΔG°/RT) Repères (résumé séance 9) : ΔG° = 0 → K = 1 · ΔG° = −50 kJ/mol → K ≈ 10⁸ · ΔG° = +50 → K ≈ 1,7×10⁻⁹ · ΔG° = −200 → K ≈ 10³⁷ (« plus grand que le nombre d'Avogadro — plus une seule molécule de réactif »). K est TOUJOURS positif.

🎙️ ORAL (séance 9)
Exercice d.25 fait au tableau : H₂ + I₂ ⇌ 2 HI, Kp = 54 à 700 K → a) ΔG° = −RT·ln54 = −23,2 kJ/mol ; b) p(HI)=1,84, p(H₂)=0,026, p(I₂)=0,33 bar → Q = 1,84²/(0,026×0,33) = 394 → ΔG = −23 200 + RT·ln394 = +11,5 kJ/mol ; c) ΔG > 0 → vers les réactifs, « même si le ΔG° est négatif » !

⚠️ PIÈGE
ΔG° < 0 n'empêche PAS le système d'évoluer vers les réactifs si Q > K (l'exercice le prouve). Unités : R en J → convertir. ln, pas log !

📝 TOMBE EN QCM
TD5 Q4 (+16), Q6 (−44,3), Q12 (9,5×10⁻¹⁹) + annale 2024 Q40-B (ΔG° = −RTlnK > 0 car K < 1).

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Q vs K : la boussole de l'évolution

~8 min

📊 DIAPOS d.24
Tendance générale = ΔG° (produits ou réactifs favorisés). Situation concrète = ΔG (la pente de la courbe G/composition). Boussole : Q < K → vers les produits · Q > K → vers les réactifs · Q = K → équilibre. (Q a la même expression que K, mais varie avec la composition ; K est une constante de la réaction.)

🎙️ ORAL (séance 9)
« La constante d'équilibre, c'est le quotient de réaction À l'équilibre. Formellement l'expression est la même — mais ce n'est pas la même chose. »

⚠️ PIÈGE
ΔG° ≠ ΔG (le prof le martèle 3 séances de suite). Au minimum de G : ΔG = 0, PAS ΔG° = 0.

📝 TOMBE EN QCM
TD5 Q13 : « une réaction exergonique s'arrête parce que… l'entropie de l'UNIVERS est maximale » (E) — le prof redessine le minimum dû à l'entropie de mélange (d.20-21).

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N4 · Le Chatelier : concentration, température, pression 🎯

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Concentration : l'intuition + le formaldéhyde des musées

~8 min

📊 DIAPOS d.33-35
Le Chatelier : un équilibre perturbé évolue dans la direction OPPOSÉE au facteur modifié. Concentration : ajouter un réactif → vers les produits ; ajouter un produit / enlever un réactif → vers les réactifs (maths : comparer Q et K). Application (d.35) : conservation des spécimens — formaldéhyde + H₂O ⇌ méthylène glycol (équilibre très à droite) ; le spécimen consomme le formaldéhyde → le glycol se décompose pour le régénérer, « jusqu'à ce que toutes les biomolécules aient réagi ».

🎙️ ORAL (séance 9)
« Vous êtes à l'équilibre, vous ajoutez du A — il y a trop de A, ça va vers les produits. » Toujours les deux voies : intuitive ET mathématique (Q vs K).

⚠️ PIÈGE
Ajouter un SOLIDE pur ne déplace rien (activité = 1 !). Le distracteur préféré des K'.

📝 TOMBE EN QCM
TD5 Q5-C/D · annale 2021 Q39-D (« on ajoute un des produits » = vers la gauche).

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Température : « la chaleur comme produit » (+ la vraie raison)

~10 min

📊 DIAPOS d.36-37
Truc mnémotechnique : pour une réaction exothermique, écrire « + chaleur » côté produits → chauffer = ajouter du produit → vers les réactifs (K diminue). Endothermique : chauffer → vers les produits (K augmente). Maths : K = e^(−ΔH°/RT)·e^(ΔS°/R) — seul le terme en ΔH dépend de T. Exemple d.37 : N₂O₄ ⇌ 2 NO₂ (endo, ΔS > 0 : 1→2 moles de gaz) : K < 1 à 298 K, K > 1 à haute T.

🎙️ ORAL (séance 9)
« Chaleur peut être considérée comme produit — c'est une manière de mémoriser. » Puis la version mathématique complète au tableau.

⚠️ PIÈGE
La température est le SEUL facteur qui change K (concentration et pression déplacent l'équilibre à K constant !). Distracteur récurrent.

📝 TOMBE EN QCM
TD5 Q5-B (endo + T↑ = V) · 2021 Q39-C (exo + T↑ = vers la gauche, donc « vers la droite » = F) · 2023 (K').

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Pression : vers le côté qui a moins de moles de gaz

~6 min

📊 DIAPOS d.38
Comprimer → le système « fuit » vers le côté avec moins de moles de gaz. Démonstration N₂O₄ ⇌ 2 NO₂ : doubler toutes les pressions → Q = 2K > K → vers la gauche (1 mole). Sans gaz, ou si Δn(gaz) = 0 : effet négligeable.

🎙️ ORAL (séance 9)
« Peut-être pas super importante pour la médecine, l'influence de la pression — mais bien retenir la température et les concentrations. » (Hiérarchisation d'examen explicite !)

⚠️ PIÈGE
2021 Q39-A : 5 gaz → 4 gaz, pression ↑ → vers la droite (moins de moles) = VRAI. Compter les moles de GAZ uniquement (pas les solides !).

📝 TOMBE EN QCM
TD5 Q5-A (2 moles à droite → pression ↑ = gauche = F) · 2024 Q40-D (3 gaz → 1 gaz, pression ↑ = plus de produits = V).

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N5 · Produit de solubilité Ksp & médecine 🎯

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Ksp, S = √Ksp ou 4S³ selon la stœchiométrie (+ le mercure au jus d'orange)

~12 min

📊 DIAPOS d.41-45
Sel peu soluble AX(s) ⇌ A⁺ + X⁻ : le solide a une activité 1 → Ksp = [A⁺][X⁻]. Solubilité S = concentration molaire maximale. Sel AX : Ksp = S² → S = √Ksp. Sel A₂X : Ksp = (2S)²·S = 4S³ (2 moles de A par mole de sel !). Exemples du cours : NaCl Ksp = 39 → S = 6,25 M → 365 g/L ; HgS Ksp = 4×10⁻⁵³ → S = 6,3×10⁻²⁷ M ≈ 4 ions par 1000 litres (vérifiés Python).

🎙️ ORAL (séance 9)
L'anecdote : « le prof a versé du mercure dans du jus d'orange, il l'a mélangé… et après il a bu le jus d'orange » (démonstration de l'insolubilité — « il ne faut pas faire cette expérience, s'il vous plaît »). La solubilité augmente généralement avec T (contrairement aux gaz !).

⚠️ PIÈGE
La formule S dépend de la STŒCHIOMÉTRIE (S² vs 4S³) — appliquer √Ksp à un sel A₂X = faux. C'est exactement l'annale 2024 Q45.

📝 TOMBE EN QCM
Annale 2024 Q45 : sel AB₂, Ksp = 1,6×10⁻⁵, M = 208 → S = (Ksp/4)^⅓ = 1,59×10⁻² M → 3,3 g/L (B) ✓ Python.

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Calculs rénaux & effet d'ion commun (Popeye avait tort)

~10 min

📊 DIAPOS d.46-48
80 % des calculs rénaux = oxalate de calcium (Ksp = 2,5×10⁻⁹ vs NaCl 39). Causes : hydratation insuffisante + aliments riches en oxalate (chocolat, cacahuètes, thé, rhubarbe, épinards). Mécanisme = effet d'ion commun : ajouter un ion déjà présent (via un sel soluble) fait précipiter le sel peu soluble. Démo AgCl : S = 1,3×10⁻⁵ M dans l'eau pure ; avec [Cl⁻] = 0,1 M → [Ag⁺] = Ksp/[Cl⁻] = 1,8×10⁻⁹ M (÷ 7000 !).

🎙️ ORAL (séance 9)
« Je ne sais pas si vous connaissez ce gars-là, Popeye. Il a mangé beaucoup d'épinards — j'imagine qu'il a un problème avec les calculs rénaux. »

⚠️ PIÈGE
L'ion commun DIMINUE la solubilité (il ne « sature » pas au sens vague) : Ksp reste constant, c'est l'autre ion qui s'écrase. TD5 Q7 = calcul direct.

📝 TOMBE EN QCM
TD5 Q7 (3,6×10⁻¹⁰) et Q8 (75 L pour dissoudre un calcul de 0,48 g !) — la question médicale par excellence.

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BaSO₄ : un poison rendu sûr par son Ksp

~6 min

📊 DIAPOS d.49
Le baryum bloque les rayons X → agent de contraste gastro-intestinal (on le BOIT). Ba²⁺ en solution est toxique → on utilise le sulfate BaSO₄, Ksp = 1,1×10⁻¹⁰ : quasi aucun Ba²⁺ libre. Même logique que le gadotéridol du Ch3 (la chimie neutralise la toxicité) — goût amélioré à la vanille.

🎙️ ORAL (séance 9)
« C'est à cause de ça qu'on ne donne pas un sel bien soluble. »

⚠️ PIÈGE
« Le baryum est inoffensif » = FAUX — c'est le Ksp minuscule qui protège. K' inter-chapitres avec KI (Ch3) et gadotéridol.

📝 TOMBE EN QCM
Trio d'or des « poisons apprivoisés » : KI (saturation), Gd (cage), Ba (Ksp).

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N6 · Loi de Henry : les gaz dissous & les plongeurs

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P = K·c : dérivée du potentiel chimique + la table des gaz

~8 min

📊 DIAPOS d.51-52
Loi de Henry : à l'équilibre, la concentration d'un gaz dissous est proportionnelle à sa pression partielle (dérivée au tableau via l'égalité des potentiels chimiques). Table (25 °C, eau) : O₂ K = 770, N₂ 1600, CO₂ 29 (très soluble — il réagit avec l'eau !), He 2700 (peu soluble). He moins soluble que N₂ → mélanges He/O₂ pour les plongeurs.

🎙️ ORAL (séances 9-10)
« Si la pression augmente, la concentration augmente aussi. » Attention au sens de la constante (Kpc vs Kcp = inverses l'une de l'autre).

⚠️ PIÈGE
La solubilité d'un GAZ diminue quand T augmente (l'inverse des sels !) — déjà l'annale 2021 Q24-A. Et CO₂ ≠ gaz « comme les autres » (réaction avec l'eau → pH, Ch8).

📝 TOMBE EN QCM
Boucle avec 2024 Q17 (solubilité CO₂ 1,6 g/L) et 2021 Q24. La physique (séance « Gaz dissous ») re-teste Henry.

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Accident de décompression + la cascade de l'oxygène (Torr)

~10 min

📊 DIAPOS d.53-54
Décompression : en profondeur, p ↑ → gaz dissous dans le sang ↑ (Henry). Remontée trop rapide → sursaturation → bulles (comme une bouteille gazeuse ouverte) → potentiellement létal → remonter lentement. Cascade de l'oxygène (séance 10, en Torr — « malheureusement, en médecine on utilise encore les Torr ») : air au niveau de la mer 150 Torr → artères ~100 → veines ~50 ; la différence artério-veineuse = l'O₂ consommé par la combustion cellulaire. Everest : même fraction molaire, mais pression partielle effondrée → hypoxie.

🎙️ ORAL (séance 10)
« Ce qui est important, ce n'est pas la fraction molaire en oxygène, mais la pression partielle. » Il faut un GRADIENT pour la force motrice du transport.

⚠️ PIÈGE
« En altitude il y a moins d'O₂ en % » = FAUX (~21 % partout) — c'est la pression partielle qui chute. Piège d'annale assuré.

📝 TOMBE EN QCM
150/100/50 Torr = par-cœur payant (physio respiratoire S2 + physique).

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N7 · Osmose, solutions isotoniques & dialyse

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L'osmose expliquée par le potentiel chimique de l'EAU

~8 min

📊 DIAPOS d.56-57
Membrane semi-perméable (seul le solvant passe) : le μ de l'eau pure > μ de l'eau en solution → l'eau migre vers la solution. Seul paramètre pour rééquilibrer les μ : la pression (la colonne monte). Propriété colligative : dépend de la QUANTITÉ d'espèces dissoutes, pas de leur nature.

🎙️ ORAL (séance 10)
« Le système peut gagner de l'énergie libre en transférant une molécule d'eau — il y a une force motrice. Le seul paramètre pour équilibrer les potentiels chimiques, c'est la pression. »

⚠️ PIÈGE
C'est l'EAU qui bouge (pas le soluté). « Colligative » : 1 M de glucose et 1 M d'urée = même effet osmotique.

📝 TOMBE EN QCM
La physique et la physio re-testent l'osmose — ici tu as le POURQUOI (μ).

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Hypo/iso/hypertonique : le globule rouge, la saumure, la dialyse

~8 min

📊 DIAPOS d.58-59
Cellule dans l'eau pure (hypotonique) : l'eau ENTRE → éclatement → d'où les solutions isotoniques pour les perfusions (boucle Ch4 !). Hypertonique (saumure) : l'eau SORT → la cellule rétrécit → conservation des aliments. Dialyse : membrane semi-perméable qui retient les composants cellulaires mais laisse passer les toxines → nettoyage du sang (insuffisance rénale).

🎙️ ORAL (séance 10)
« On met une couche de sel sur la viande, ça enlève l'eau et on peut la conserver. »

⚠️ PIÈGE
HYPOtonique = danger d'éclatement (l'eau entre) ; HYPERtonique = crénelage (l'eau sort) — l'inversion est LE distracteur physio.

📝 TOMBE EN QCM
K' inter-chapitres : perfusion NaCl (Ch3 sels) + isotonique (Ch4) + osmose (ici) = la même histoire à 3 étages.

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N8 · Hémoglobine & myoglobine : l'équilibre qui te fait respirer 🎯

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Myoglobine : s = Kp/(1+Kp) — l'hyperbole dérivée au tableau

~10 min

📊 DIAPOS d.65-67
Mb + O₂ ⇌ MbO₂ (1 seule porphyrine de fer). Saturation fractionnelle s = O₂ fixé / O₂ fixable au max. Dérivation (faite intégralement au tableau) : [MbO₂] = K·p·[Mb] → s = K·p / (1 + K·p) → courbe hyperbolique : monte vite, sature. Limites logiques : p = 0 → s = 0 ; p → ∞ → s = 1.

🎙️ ORAL (séance 10)
Le prof vérifie les limites « et ça fait beaucoup de sens » — le réflexe de contrôle à copier en QCM.

⚠️ PIÈGE
La myoglobine (muscle, STOCKAGE) sature à basse pression — c'est elle qui « arrache » l'O₂ à l'hémoglobine dans les muscles.

📝 TOMBE EN QCM
La courbe s(p) myoglobine vs hémoglobine = figure d'examen classique en physio.

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Hémoglobine : 4 équilibres couplés, K qui DOUBLE à chaque O₂

~12 min

📊 DIAPOS d.68-71
Hb + 4 O₂ ⇌ Hb(O₂)₄ en 4 étapes couplées : K_fix = K₁·K₂·K₃·K₄ (produit — règle du couplage !). Le fit expérimental donne K₁=0,01 < K₂=0,02 < K₃=0,04 < K₄=0,08 (en Torr⁻¹) : chaque O₂ fixé DOUBLE la constante suivante = effet coopératif (changements conformationnels) → courbe en S (sigmoïde). Sens biologique : transporter 4 O₂ « à plein », pas à moitié.

🎙️ ORAL (séance 10)
« Une fois que la première molécule est fixée, ça devient plus facile de fixer la deuxième, puis la troisième, puis la quatrième… je trouve ça assez fascinant. » Dérivation complète de s(p) pour Hb au tableau (concentrations exprimées en K et p uniquement).

⚠️ PIÈGE
Sigmoïde = coopérativité (Hb) ; hyperbole = pas de coopérativité (Mb). Et K_fix = PRODUIT des 4 K, pas la somme.

📝 TOMBE EN QCM
K₁<K₂<K₃<K₄ (facteur 2) = par-cœur payant. Recoupe la physio respiratoire ET la biochimie (allostérie).

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L'hémoglobine fœtale : la nature résout un problème de thermo

~8 min

📊 DIAPOS d.72
Le fœtus ne respire pas — l'O₂ passe de l'Hb maternelle à l'Hb fœtale dans le placenta (sans mélange des sangs). Problème fondamental : si les deux Hb étaient identiques, le transfert s'arrêterait à 50 % (équilibre, plus de force motrice !). Solution de la nature : l'Hb fœtale a une structure légèrement différente → constante de fixation PLUS GRANDE → transfert quasi total mère → fœtus.

🎙️ ORAL (séance 10)
« La nature a résolu ce problème fondamental de la thermodynamique… si la nature ne faisait pas ça, le transfert ne serait pas très efficace. Moi je trouve ça aussi très fascinant. » (Quand le prof dit 2× « fascinant » dans un cours → ça se retrouve en QCM.)

⚠️ PIÈGE
Le sens : K(fœtale) > K(maternelle) — l'inverser tue l'item. Et les sangs ne se mélangent PAS.

📝 TOMBE EN QCM
K' parfait à 4 items (structure ≠, K >, mélange F, transfert quasi total V). Recoupe embryo/physio.

📝 TD5 résolu — 13/13 ✓ officiel + Python (« Gibbs et équilibre chimique », séance du 21.11)

Q1 · ΔH de ½H₂ + AgCl → Ag + H⁺ + Cl⁻

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C : −40,33 kJ/mol — ✓ officiel + Python

ΔH = 0 + 0 + (−167,4) − (0 + (−127,07)) = −40,33

Formule reine du Ch6 recyclée. Les ions aqueux ont des ΔfH° tabulés (H⁺(aq) = 0 par convention).

Q2 · ΔG° de la même réaction via S°

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A : −21,4 kJ/mol — ✓ officiel + Python

ΔS° = (42,7 + 0 + 55,2) − (0,5×130,59 + 96,11) = −63,5 J/K → ΔG° = −40 330 − 298×(−63,5) = −21 407 J

Piège : le ½ de H₂ dans ΔS° (0,5×130,59) et S°(H⁺ aq) = 0. ΔG° > ΔH° car ΔS < 0.

Q3 (K') · ΔH = −20 kJ/mol, ΔS = −60 J/mol·K : spontanée quand ?

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Code : + − − + (VFFV) — ✓ officiel + Python

Cas −/− de la table Ch6 : spontanée à BASSE T (T limite = 20 000/60 = 333 K = 60 °C). A (25 °C : ΔG = −2000) V · B F · C (100 °C : +2380) F · D (−100 °C) V.

Q4 · I₂ ⇌ 2I, K = 0,2 à 1200 K → ΔG° ?

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D : 16 kJ/mol — ✓ officiel + Python (16,06)

ΔG° = −RT·lnK = −8,314 × 1200 × ln(0,2) = +16 060 J

K < 1 → ΔG° > 0 (réflexe de signe avant tout calcul).

Q5 (K') · N₂O₄ ⇌ 2NO₂ endothermique : déplacer vers la droite ?

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Code : − + − + (FVFV) — ✓ officiel + Python

A pression ↑ F (2 moles à droite → gauche) · B T ↑ V (endo : « chaleur = réactif ») · C +NO₂ F (produit → gauche) · D +N₂O₄ V.

Q6 · NH₃ : ΔG° = −32,9, toutes les p = 10 bar → ΔG ?

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C : −44,3 kJ/mol — ✓ officiel + Python

Q = 10²/(10 × 10³) = 10⁻² → ΔG = −32 900 + 8,314×298×ln(0,01) = −44,3 kJ/mol

Q < 1 → le terme RTlnQ REND ΔG plus négatif. Les puissances = les coefficients !

Q7 · Ion commun : AgCl saturé + NaCl → [Cl⁻] = 0,5 M

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B : 3,6×10⁻¹⁰ mol/L — ✓ officiel + Python

[Ag⁺] = Ksp/[Cl⁻] = 1,8×10⁻¹⁰/0,5 = 3,6×10⁻¹⁰

Ksp reste constant — c'est TOUT le concept. C 1,34×10⁻⁵ = la solubilité SANS ion commun (le piège).

Q8 · Le calcul rénal de 0,48 g : quel volume d'eau pour le dissoudre ?

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E : 75 litres — ✓ officiel + Python

S = √(2,5×10⁻⁹) = 5×10⁻⁵ M → 6,4×10⁻³ g/L → V = 0,48/6,4×10⁻³ = 75 L

LA question médicale du TD : dissoudre un calcul par hydratation = boire des dizaines de litres → d'où la prévention (hydratation continue) plutôt que la « dissolution ».

Q9 · H₂ + I₂ ⇌ 2HI : 2,92 + 8,1 mol, 5,64 mol de HI à l'éq.

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E : 60,25 — ✓ officiel + Python

x = 5,64/2 = 2,82 consommés → I₂ : 0,10 ; H₂ : 5,28 → K = 5,64²/(0,10×5,28) = 60,25

Tableau d'avancement : le ÷2 (2 HI formés par x) est le piège. Les moles suffisent (Δn(gaz) = 0 → les volumes s'annulent — noté par le prof).

Q10 · Estérification : 1 mol éthanol + 0,5 mol acide → 0,42 mol d'ester

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A : 3,8 — ✓ officiel + Python

K = (0,42×0,42)/((1−0,42)(0,5−0,42)) = 0,1764/0,0464 = 3,8

⚠️ « Solvant organique » souligné par le prof : l'eau est ici un PRODUIT compté (pas le solvant à activité 1) !

Q11 · ΔG° de combustion du méthanol (ΔfH° + S°)

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D : −702,0 kJ/mol — ✓ officiel + Python

Méthode du prof : diviser l'équation par 2 d'abord ! CH₃OH + 3/2 O₂ → 2 H₂O + CO₂
ΔH° = −728,3 ; ΔS° = −80,95 J/K → ΔG° = −728 300 + 298×80,95 = −702 kJ/mol

Encore le piège « par mole vs équation entière » (cf. TD4 Q7) — ici les réponses imposent PAR MOLE de méthanol.

Q12 · C + H₂O(g) ⇌ CO + H₂ : Keq en conditions standard

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C : 9,5×10⁻¹⁹ — ✓ officiel + Python

ΔG° = 131 000 − 298×94,6 = +102 809 J → K = e^(−ΔG°/RT) = e^(−41,5) = 9,5×10⁻¹⁹

Gibbs-Helmholtz + van 't Hoff enchaînées (les formules sont DONNÉES dans l'énoncé — comme promis par le prof).

Q13 · Pourquoi une réaction exergonique s'arrête-t-elle ?

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E : parce que l'entropie de l'UNIVERS est maximale — ✓ officiel

Le prof redessine le minimum de G (dû à l'entropie de mélange, d.20-21). D « entropie du système la plus négative » = contresens · B U n'est pas le critère · À l'équilibre : G minimal ⇔ S_univers maximale.

📜 Annales croisées

2021 Q39 (K') · Exothermique, 5 gaz → 4 gaz : vers la droite si ?

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Code : V F F F — ✓ retranscrit

A pression ↑ V (vers moins de moles — « nécessitait la maîtrise de Le Chatelier ») · B catalyseur F · C T ↑ F (exo) · D ajouter un produit F.

2024 Q40 (K') · 3 gaz → 1 gaz, Keq = 9,01×10⁻³ à 300 °C

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Code : F F V V — ✓ retranscrit

A catalyseur → produits F (« seulement sa vitesse ») · B ΔG < 0 F (ΔG° = −RTlnK > 0 car K < 1) · C ΔS < 0 V (3 gaz → 1 gaz) · D pression ↑ → produits V (vers moins de moles).
Cette seule question mobilise Ch5 + Ch6 + Ch7. C'est le format du concours.

2024 Q45 (A) · Solubilité massique d'un sel AB₂ (Ksp = 1,6×10⁻⁵, M = 208)

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B : 3,3 g/L — ✓ Python (question reconstruite par l'étudiant, « c'est le principe »)

Ksp = 4S³ → S = (1,6×10⁻⁵/4)^⅓ = 1,59×10⁻² M → × 208 = 3,3 g/L

La formule 4S³ de la diapo d.43, à l'examen. Le piège : √Ksp (formule AX) donne 4×10⁻³ → 0,83 g/L = absent des choix → tu SAIS que c'est 4S³.

🎯 Conclusion stratégique :

Par-cœur payant : ΔG = ΔG° + RTlnQ · ΔG° = −RTlnK · Q<K → produits · couplage (ΔG° s'additionnent, K se multiplient) · ATP −30,5 / muscles −62 / glucose +13,8 / couplée −16,7 · activités (solide pur = 1 !) · Le Chatelier (T = seul facteur qui change K ; « chaleur comme produit ») · Ksp : S² vs 4S³ · ion commun · calculs rénaux (chocolat/thé/épinards/rhubarbe/cacahuètes) · BaSO₄ · Henry (gaz moins soluble à chaud ; He plongeurs) · cascade O₂ 150/100/50 Torr · hypo=éclate/hyper=rétrécit · Hb : K₁<K₂<K₃<K₄ (×2), sigmoïde vs hyperbole, fœtale K> maternelle.
Réflexes : signe de ΔG° au vu de K (<1 → +) · tableau d'avancement avec le ÷2 · lire « solvant organique » (l'eau devient un produit compté) · diviser l'équation pour du « par mole ».
Vision major : ce chapitre est un carrefour — il ferme la thermo et irrigue pH (Ch8), physio respiratoire, néphro, biochimie. Les annales 2024 Q40 le prouvent : une question = 3 chapitres.

🔒 Critères de verrouillage du Ch7

Micro-notion ✅ = 3 rappels espacés réussis (J0 / J+2 / J+7) + ≥ 80 % aux QCM liés.

Chapitre verrouillé = 19/19 ✅ + TD5 refait seul en ≤ 40 min avec 13/13 + l'exercice H₂/I₂ (a-b-c) refait sans aide + les 3 annales expliquées à voix haute.