Équilibre chimique

Équilibre chimique

Équilibre chimique

I. Tableau d’avancement

Tout d’abord on considère la réaction chimique suivante :

$aA+bB \Longleftrightarrow cC + dD$

Les $a,b,c$ et $d$ sont les coefficients stoechiométriques et $A,B,C$ et $D$ sont les formules des réactifs et des produits limitants.

Lorsque l’on fait un tableau d’avancement on connaît les réactifs limitants et on accède à la valeur de $x_{max}$.

Lorsque l’on fait l’expérience on va mesurer des valeurs qui vont permettre de déterminer $x_f$ à la fin de la réaction chimique.

Il y a alors deux cas :

$x_f = x_{max}$ : la réaction est dite totale, on utilise une flèche simple.

$x_f$ < $x_{max}$ : la réaction n’est pas totale, elle est équilibrée, il faut utiliser une double flèche.

On peut aussi déterminer le taux d’avancement qui vaut : $\tau = \dfrac{x_f}{x_{max}}$, c’est une grandeur sans unité. Plus cette valeur est proche de 1, plus on est proche de l’avancement maximal, d’une réaction totale.

II. Quotient de réaction

On peut aussi définir le quotient de réaction qui vaut : $Q_r = \dfrac{[C]^c\times [D]^d}{[A]^a\times [B]^b}$

Si un des réactifs ou un des produits est un solide, un gaz ou bien un solvant, on remplacera sa concentration par 1.

Plusieurs cas de figures s’offrent alors à nous, si on compare le quotient de réaction initiale $Q_{r,i}$ et la constante d’équilibre $K(t)$. La constante d’équilibre est caractéristique de la réaction et dépend de la température. On a donc :

Si $Q_{r,i}<K(T)$ , alors $[C]$ et $[D]$ augmentent et $[A]$ et $[B]$ diminuent, donc le quotient de réaction est en train d’augmenter, la réaction se fait dans le sens direct.

Si $Q_{r,i}>K(T)$, alors $[C]$ et $[D]$ diminuent et $[A]$ et $[B]$ augmentent, donc le quotient de réaction est en train de diminuer, la réaction se fait dans le sens indirect.

Si $Q_{r,i}=K(T)$, alors on est à l’équilibre.