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Les calculs d'équilibre
La méthode de résolution habituelle des problèmes d'équilibre consiste à placer, sous
l'équation chimique équilibrée, un tableau analogue à celui ci-dessous où on compare
les quantités de matière (nombre de mol des réactifs et de produits) au départ (avant
réaction) à celui attendu à l' équilibre.
Exemple : Partant de concentrations toutes égales à 1,0 mol · L- 1 , dans un volume
de 1,0 litre :
aA
bB
cc
dD
Nom bre de moles in itiales
l mol
l mo l
l mol
l mo l
Changement
- ax
- bx
+ex
+ d x
de nom bre de moles
Nombre de moles à l'équili bre
l - ax
l - bx
l +ex
l + dx
Lorsqu' on travaille avec des solutions diluées, il est courant de remplacer les activités
des constituants par leur concentration molaire (WWW). Ceci donne pour la constante
d'équilibre:
Considérons la réaction :
Ni(g) + Oi(g) ~ 2 NO(g)
Kc = 0, lO à 2 000 °C (WWW).
Si, à cette température, on introduit, dans un ballon de 1 L, du N 2 (g) 0,100 mol · L- 1 , du
N 2 (g) et du 0 2 (g) 0,100 mol · L- 1 . Quelles sont les concentrations en NO(g), N 2 (g) et Oi(g)
à l'équilibre?
On établit le tableau suivant :
N2(g)
0 2(g)
2 NO(g)
Nombre de moles init iales
0 ,100
0, 100
Changements
- X
- X
+ 2x
de no mbre de moles
Nombre de moles
0, l 00 - x
0, l 00 - x
2x
à l'équ ilibre
Si on substitue les valeurs à l'équilibre dans l'expression de Kc:
[NOJ2
(2x) 2
.
Kc = [ ] [ ] =
2 = 0 ,10 (rappel : le volume est de 1 h tre)
N2 · 0 2
(0,100- x)
La résolution de cette équation du second degré permet de trouver la valeur de x: x = 0,0 14
Les concentrations d'équilibre sont donc les sui vantes :
[N 2 ] = [0 2 ] = 0, 100 - x = 0,100 - 0 ,014 = 0 ,086 mol · L- 1
[NO]= 2x = 2 x 0 ,014 = 0 ,028 mol · L- 1