6 • Combustion
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6.4 Constante d’équilibre
d’une réaction chimique (gaz parfaits)
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
donnant naissance à la même masse de produits de la réaction. Au cours
de la réaction de combustion, des réactions secondaires se produisent, ce
sont ces réactions qui sont abordées ici. Bien entendu, ce concept est
beaucoup plus général que les seules réactions de combustion. Les quatre espèces considérées peuvent réagir entre elles et leur réaction s’écrit :
[6.32]
La double flèche indique qu’il y a équilibre : la réaction peut s’effectuer
dans les deux sens (contrairement à la combustion qui est une réaction
irréversible). Les ν i sont les coefficients stœchiométriques de la réaction
(ils assurent l’équilibre des éléments pour respecter la loi de Lavoisier);
dans les paragraphes précédents, nous prenions ν A = 1 pour le combustible. Le système à l’équilibre comprend n A moles de A, n B moles de B, n C
moles de C et n D moles de D. Supposons que l’équilibre soit déplacé en
faisant apparaître dn C moles de C et dn D moles de D et disparaître dn A
moles de A et dn B moles de B. Pour respecter la stœchiométrie de la
réaction, nous devons avoir :
[6.33]
où ε est appelé le degré d’avancement de la réaction (ε = 0 correspond au cas
où A et B n’ont pas réagi et ε = 1 correspond au cas où la réaction a été
totale).
La variation à T et P constantes de l’enthalpie libre de Gibbs pour le système réversible s’écrit [2.22] :
soit :
[6.34]
La condition d’équilibre dG T,P = 0 quel que soit dε conduit à :
[6.35]
A
B
C
D
A
B
C
D
n
+n ´n
+n
A
A
B
B
C
C
D
D
d
d ; d
d ; d
d ; d
d
n
n
n
n
= -n e
= -n e
= n e
= n e
,
d
d
T P
i
i
i
G
n
= m
Â
(
)
,
A A
B B
C C
D D
d
d
T P
G
= -n m - n m + n m + n m
e
A
A
B
B
C
C
D
D
d
d
d
d
0
n
n
n
n
-n
- n
+ n
+ n
=