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Principe de Le Chatelier en couleur – FeSCN²⁺ et chlorure de cobalt

ChimieCinétique et équilibre16–17 ans

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Deux équilibres colorés dans un tube à essai : Fe³⁺ + SCN⁻ ⇌ FeSCN²⁺ (rouge sang) et [Co(H₂O)₆]²⁺ (rose) + 4Cl⁻ ⇌ [CoCl₄]²⁻ (bleu) + 6H₂O. Ajoutez des réactifs, diluez avec de l'eau, précipitez un ion ou changez la température du bain-marie, puis suivez la couleur, la courbe concentration–temps et la position de Qc par rapport à Kc. Ajouter ou retirer des espèces ne change que Qc ; Kc ne change qu'avec la température (l'équilibre du cobalt est endothermique dans le sens direct).

Leçon : Équilibre chimique – principe de Le Chatelier

Ce qu’elle montre

Le principe de Le Chatelier dit qu'un système à l'équilibre réagit à une perturbation en se déplaçant de façon à la compenser en partie. Ici, deux réactions colorées classiques rendent ce déplacement visible : le FeSCN²⁺ rouge sang formé à partir de Fe³⁺ et SCN⁻, et le passage du rose au bleu du cobalt(II) quand [Co(H₂O)₆]²⁺ devient [CoCl₄]²⁻. Les vitesses directe et inverse dépendent des concentrations, donc le mélange évolue jusqu'à ce que Qc égale Kc. Concentrations et dilution ne font varier que Qc ; la température modifie Kc lui-même. Le temps est ralenti, et Kc et ΔH du cobalt sont des valeurs illustratives.

Mode d’emploi

Dans l'onglet du fer, laissez le mélange se stabiliser, puis cliquez sur Ajouter Fe³⁺ ou Ajouter SCN⁻ : le rouge fonce. Cliquez sur Ajouter AgNO₃ ou Ajouter NaOH pour précipiter un ion et voir la couleur pâlir. Essayez Ajouter de l'eau et comparez avec une simple dilution. Dans l'onglet du cobalt, déplacez Température du bain pour chauffer ou refroidir, cliquez sur Ajouter HCl conc. et lisez la jauge Qc / Kc.

Paramètres modifiables

  • Système à l'équilibre Fe³⁺ + SCN⁻ ⇌ FeSCN²⁺ (rouge sang), [Co(H₂O)₆]²⁺ + 4Cl⁻ ⇌ [CoCl₄]²⁻ + 6H₂O (rose ⇌ bleu)
  • Concentration initiale de Fe³⁺ 0,5–4 mM
  • Concentration initiale de SCN⁻ 0,5–4 mM
  • Concentration initiale de Cl⁻ (système du cobalt) 2–10 M
  • Température initiale du bain-marie (système du cobalt) 0–90 °C

Questions à explorer

  1. Pourquoi l'ajout d'eau rend-il la solution de FeSCN²⁺ plus pâle que la seule dilution ?
  2. D'après les couleurs au chauffage et au refroidissement, la réaction directe du cobalt est-elle exothermique ou endothermique ?
  3. Après l'ajout de Fe³⁺ et le retour à l'équilibre, Kc a-t-il changé, et qu'est devenu [SCN⁻] ?

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