Description d'un système chimique

Le système contient : ${\mathrm{CuS}{\mathrm{O}}_4}_{(s)}$ (solide non dissous), ${{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}_{(\ell )}$ (solvant), ${\mathrm{C}{\mathrm{u}}^{2+}}_{(aq)}$ et ${\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4^{2-}}_{(aq)}$ (ions dissous), et ${{\mathrm{O}}_2}_{(g)}$ (gaz).

Le système est hétérogène : on y distingue trois phases séparées par des interfaces visibles — la phase solide ($\mathrm{CuS}{\mathrm{O}}_4$ non dissous, au fond du récipient), la phase liquide (la solution aqueuse contenant $\mathrm{C}{\mathrm{u}}^{2+}$, $\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4^{2-}$ et ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$), et la phase gazeuse (${\mathrm{O}}_2$ au-dessus du liquide).

$m_s$ et $V_{gaz}$ sont extensives : diviser le système en deux sous-systèmes divise la masse de solide et le volume de gaz dans les mêmes proportions. $[\mathrm{C}{\mathrm{u}}^{2+}]$ (un quotient $n/V$) et $p_{{\mathrm{O}}_2}$ (une pression) sont intensives : elles gardent la même valeur dans chaque sous-système, conformément à la méthode du cours.

$${\mathrm{NaCl}}_{(s)}⟶{\mathrm{N}{\mathrm{a}}^{+}}_{(aq)}+{\mathrm{C}{\mathrm{l}}^{-}}_{(aq)}$$ La dissociation étant totale, chaque mole de $\mathrm{NaCl}$ dissous produit une mole de $\mathrm{N}{\mathrm{a}}^{+}$ et une mole de $\mathrm{C}{\mathrm{l}}^{-}$ : $n(\mathrm{N}{\mathrm{a}}^{+})=n(\mathrm{C}{\mathrm{l}}^{-})=n=0,250\text{mol}$.

$$c(\mathrm{N}{\mathrm{a}}^{+})=c(\mathrm{C}{\mathrm{l}}^{-})=\frac{n}{V}=\frac{0,250}{0,250}=1,00\text{mol}\cdot {\text{L}}^{-1}$$

La quantité de matière totale en solution est $n_{tot}=0,250+0,250+13,5=14,0\text{mol}$. D’où : $$x(\mathrm{N}{\mathrm{a}}^{+})=x(\mathrm{C}{\mathrm{l}}^{-})=\frac{0,250}{14,0}\approx 0,0179$$

$$x({\mathrm{H}}_2\mathrm{O})=\frac{13,5}{14,0}\approx 0,9643$$ On vérifie $0,0179+0,0179+0,9643=1,000$ (aux arrondis près), conformément à la propriété ${\sum }_i{x}_i=1$ du cours.