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63 Composition à l’équilibre
1. EN QUELQUES MOTS…
La constante d’équilibre, paramètre caractérisant l’état d’équilibre d’une réaction chimique,
peut être utilisée pour calculer la composition du système à l’équilibre, c’est-à-dire la quantité
de matière de chaque constituant.
2. CE QU’IL FAUT RETENIR…
Pour une transformation impliquant « N » constituants « i », K est défini comme (Fiche 61) :
n 1 a 1 + n 2 a 2 + … = … + n N–1 a N–1 + n N a N
(
étant l’opérateur produit)
Les activités sont reliées aux variables de composition des constituants (concentrations, fractions
molaires, pressions partielles….) à l’équilibre (Fiche 60).
Un tableau d’avancement permet de relier ces variables à l’avancement de la transformation
(Fiche 8).
Le problème se résume alors à la résolution d’une équation [K = f(ξ eq )] qui donne l’avancement
à l’équilibre et donc les quantités de tous les constituants.
3. EN PRATIQUE…
La constante de la réaction suivante vaut 5,5 à 298 K :
On mélange initialement 2 moles d’acide acétique, 1,5 mole d’éthanol, 0,5 mole d’eau et
1 mole d’éthanoate d’éthyle.
Formulons la constante d’équilibre. On a alors :
Il s’agit d’un mélange en phase liquide. Exprimons les activités sous forme de fraction molaire
en estimant les interactions négligeables, on a (Fiche 60) :
K
a i eq
,
(
)
ν i
i
N
∏
=
∏
K
a i eq
,
(
)
ν i
i
N
∏
f x i eq
,
C i eq
,
p i eq
,
,
,
(
)
=
=
K
f x i eq
,
C i eq
,
p i eq
,
,
,
(
)
f n i eq
,
(
)
f n i 0
,
ν i ξ eq
+
(
)
=
=
=
CH 3 CO 2 H (l) + CH 3 OH (l)
H 2 O (l) + CH 3 CO 2 CH 3(l)
1
1
H O,eq
CH CO CH ,eq
2
3 2 3
1
1
CH CO H,eq
CH OH,eq
3 2
3
(a
) (a
)
K
(a
) (a
)
×
=
×
(
) (
)
(
) (
)
H O,eq
CH CO CH ,eq
2
3 2
CH CO H,eq
CH OH,eq
3 2
3
x
x
K
x
x
×
=
×
3
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