6 • Combustion
256
6.4 Constante d’équilibre
d’une réaction chimique (gaz parfaits)
Supposant que tous les réactifs et produits sont des gaz parfaits, le potentiel chimique µ i s’exprime [3.27] sous la forme :
avec
[6.36]
où P i est la pression partielle du composant i dans le mélange et
est le potentiel chimique du gaz i seul à la température T et à
la pression de référence P 0 ;
est donc une fonction de la température uniquement. Tous calculs effectués, on obtient :
[6.37]
où la grandeur K est définie par :
[6.38]
La condition d’équilibre dG = 0 quel que soit dε, équivaut à :
[6.39]
La grandeur K est appelée constante d’équilibre. En fait, ce n’est pas une
constante puisqu’elle dépend de la température mais, à la température
d’équilibre, elle est une constante.
La constante d’équilibre est connue dès lors que la réaction est identifiée et
que les potentiels chimiques des espèces gazeuses sont connus à l’état de
référence; or ces grandeurs existent effectivement dans les tables pour
tous les gaz usuels (voir tableau B.3 en annexe). Si le gaz ne se comporte
pas comme un gaz parfait, des développements voisins de celui présenté
plus haut peuvent être effectués dans lesquels il faut introduire la fugacité
à la place de la pression.
Les réactions au cours de la combustion sont complexes car plusieurs
réactions instantanées se produisent en parallèle, il n’est pas question ici
( )
(
)
0
0
0
,
,
l n
i
i
i
i
P
T P
T P
RT
P
m
=m
+
et
i
i
i
i
i
i
n
P y P
y
n
=
= Â
( )
0
0
,
i T P
m
( )
0
0
,
i T P
m
( )
(
)
0
,
d
l n
d
T P
G
T
R T K
= Dm
+
e
C
D
A
B
C
D
A
B
C D
0
B
A
y y
P
K
P
y y
n +n -n -n
n n
n n
Ê ˆ
=
Á ˜
Ë ¯
( )
( )
0
0
ln
0
ln
T
RT K
T
K
RT
Dm
+
=
Dm
= -