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CHAP. 6 – DÉPLACEMENTS D’ÉQUILIBRES
Exercice résolu
Calculs de variance : équilibres hétérogènes
Calculer la variance du système siège de la réaction chimique où il y a équilibre entre
le carbonate de calcium solide d’une part et l’oxyde de calcium solide et le dioxyde
de carbone gazeux d’autre part :
– a) dans le cas général ;
– b) dans le cas particulier où l’état initial est le carbonate de calcium pur.
Réponse :
a) La réaction étudiée est :
CaCO 3 (s)
=
CaO (s) + CO 2 (g).
Trois phases coexistent : deux phases solides (les deux solides sont non miscibles)
et une phase gazeuse. Les trois espèces chimiques (c = 3) sont liées par une réaction
chimique (r = 1). La variance dans le cas général vaut :
v
= (3 − 1) + 2 − 3 = 1.
b) Si l’état initial est le carbonate de calcium solide pur, cela impose l’égalité de la
quantité de matière de dioxyde de carbone CO 2 et de la quantité de matière de l’oxyde
de calcium CaO quel que soit l’avancement de la réaction.
Mais notons que cette relation entre paramètres extensifs n’implique pas, comme
c’était le cas dans l’étude précédente, de relation supplémentaire entre paramètres
intensifs car les deux produits de la réaction sont dans deux phases distinctes. La
variance n’est pas modifiée.
1.3 Conséquences sur l’évolution d’un système chimique
a) Système chimique homogène (une seule phase)
La variance d’un système comportant c constituants chimiques, une seule réaction
chimique et une phase s’écrit :
v = (c − 1) + 2 − 1 = c.
Comme il y a au moins deux participants à une réaction chimique (au moins un réactif
et au moins un produit), il est toujours possible de choisir librement la température et
la pression, sans remettre en cause l’existence de l’équilibre chimique. Dans le cas où
la température et la pression sont fixées par l’opérateur, la fonction qui est minimale
CHAP. 6 – DÉPLACEMENTS D’ÉQUILIBRES
Exercice résolu
Calculs de variance : équilibres hétérogènes
Calculer la variance du système siège de la réaction chimique où il y a équilibre entre
le carbonate de calcium solide d’une part et l’oxyde de calcium solide et le dioxyde
de carbone gazeux d’autre part :
– a) dans le cas général ;
– b) dans le cas particulier où l’état initial est le carbonate de calcium pur.
Réponse :
a) La réaction étudiée est :
CaCO 3 (s)
=
CaO (s) + CO 2 (g).
Trois phases coexistent : deux phases solides (les deux solides sont non miscibles)
et une phase gazeuse. Les trois espèces chimiques (c = 3) sont liées par une réaction
chimique (r = 1). La variance dans le cas général vaut :
v
= (3 − 1) + 2 − 3 = 1.
b) Si l’état initial est le carbonate de calcium solide pur, cela impose l’égalité de la
quantité de matière de dioxyde de carbone CO 2 et de la quantité de matière de l’oxyde
de calcium CaO quel que soit l’avancement de la réaction.
Mais notons que cette relation entre paramètres extensifs n’implique pas, comme
c’était le cas dans l’étude précédente, de relation supplémentaire entre paramètres
intensifs car les deux produits de la réaction sont dans deux phases distinctes. La
variance n’est pas modifiée.
1.3 Conséquences sur l’évolution d’un système chimique
a) Système chimique homogène (une seule phase)
La variance d’un système comportant c constituants chimiques, une seule réaction
chimique et une phase s’écrit :
v = (c − 1) + 2 − 1 = c.
Comme il y a au moins deux participants à une réaction chimique (au moins un réactif
et au moins un produit), il est toujours possible de choisir librement la température et
la pression, sans remettre en cause l’existence de l’équilibre chimique. Dans le cas où
la température et la pression sont fixées par l’opérateur, la fonction qui est minimale