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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 39 — #47
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ÉTUDE DE LA TRANSFORMATION CHIMIQUE
K°
équilibre
évolution
évolution
La réaction s'effectue dans le sens
La réaction s'effectue dans le sens
Q
Q 0
Q 0
FIGURE 1.10 – Évolution d’un système vers l’équilibre chimique
Sens d’évolution d’une réaction
On considère la réaction en phase gaz à T =573 K (300 °C) dont le bilan s’écrit :
C 2 H 4 (g) + H 2 O (g)
=
C 2 H 5 OH (g).
La constante d’équilibre à T = 573 K est K ◦ = 4, 0.10 −3 .
Le mélange initial est un mélange équimolaire des trois gaz (1,0 mol de chaque gaz). La
pression totale à l’intérieur de l’enceinte qui permet la réalisation de la réaction est maintenue constante et égale à 70 bar. Indiquer si une évolution du système est à prévoir, et si oui
dans quel sens.
Réponse :
Nous calculons le quotient de réaction :
Q =
p(C 2 H 5 OH)/p ◦
(p(H 2 O)/p ◦ )(p(C 2 H 4 )/p ◦ )
=
p(C 2 H 5 OH)
p(H 2 O)p(C 2 H 4 )
en omettant l’écriture de p ◦ et en exprimant les pressions en bar. Les pressions dans l’état
indiqué sont données par :
p(i) = x
g
i p =
n i
∑
i
n i
p.
Ainsi chaque pression est égale à :
p(i) =
70
3
= 23,3 bar.
Le quotient de réaction est égal à :
Q = 4, 3.10
−2 .
Comme Q = K ◦ le système n’est pas à l’équilibre et évolue. Le quotient de réaction est supérieur à la constante d’équilibre, on observe donc une évolution dans le sens de formation
des réactifs.
Exercice résolu
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