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14 • Équilibres chimiques
introduit une mole d’argon (gaz inerte qui ne réagit avec aucun des constituants du système), préalablement porté à 500 °C.
Cette addition provoque-t-elle un déplacement de l’équilibre, et si oui dans
quel sens,
a) Si le volume du réacteur est maintenu constant ?
b) Si la pression totale y est maintenue constante ?
Solution
■ L’énoncé indique ce qui ne varie pas, mais toutes les variables définissant l’état du
système ne peuvent pas rester constantes. Dans chaque cas, quelle est celle qui varie ?
D’autre part, toutes les données sont-elles utiles ?
Si l’addition d’un gaz supplémentaire se fait à volume constant, la pression totale commence
nécessairement par augmenter. Mais il s’agit de savoir si, ensuite, elle se maintient à sa nouvelle
valeur.
Pour que l’addition ait lieu sans que la pression varie, il faut nécessairement laisser augmenter le
volume. Mais le système reste-t-il ensuite dans l’état où cette intervention l’a mis ?
La valeur de la température n’a pas d’intérêt ; ce qui est important, c’est que la température ne
change pas.
La quantité initiale de PCl 5 , n’est pas non plus une donnée à prendre en compte ; il s’agit de
discuter de l’éventualité d’une cessation d’équilibre (Q devenant différent de K), et ni Q, ni K ne
dépendent de cette quantité. De même, puisque la réponse à donner est qualitative, la quantité
d’argon ajoutée est indifférente.
Toutes les données numériques sont donc inutiles (données parasites).
a) La pression totale augmente évidemment. Si on l’avait fait augmenter en diminuant le volume
dont dispose le mélange gazeux, l’éventualité d’un déplacement de l’équilibre pourrait être
prévue par le principe de Le Chatelier [Ex. 14.13]. Mais, puisqu’on a introduit un autre gaz, la
pression totale n’est pas la variable à considérer et il faut examiner la situation du point de vue
des pressions partielles. Celles de PCl 5 , PCl 3 et Cl 2 varient-elles ?
Dans l’affirmative, il faudra déterminer si leurs variations font augmenter ou diminuer le
quotient de réaction Q (la constante d’équilibre K restant par ailleurs constante, puisque la
température ne varie pas).
L’addition du gaz inerte à volume constant ne fait pas varier les pressions partielles des trois gaz
déjà présents (il y a toujours la même quantité de gaz dans le même volume). Par conséquent Q
ne varie pas et il n’y a pas de déplacement d’équilibre.
b) Les pressions partielles des trois gaz participant à l’équilibre diminuent (comme si l’on avait
augmenté autant le volume, sans introduire d’argon). Le quotient de réaction dont l’expression
est :
diminue donc (numérateur du deuxième degré et dénominateur du premier degré [Ex. 14.13]), et
il se produit un déplacement vers la droite pour le rétablir à sa valeur antérieure (le rendre de
nouveau égal à K).
Q
p Cl 3 p o
⁄
(
) p Cl 2 p o
⁄
(
)
p PCl 5 p o
⁄
(
)
---------------------------------------------- -
=
14 • Équilibres chimiques
introduit une mole d’argon (gaz inerte qui ne réagit avec aucun des constituants du système), préalablement porté à 500 °C.
Cette addition provoque-t-elle un déplacement de l’équilibre, et si oui dans
quel sens,
a) Si le volume du réacteur est maintenu constant ?
b) Si la pression totale y est maintenue constante ?
Solution
■ L’énoncé indique ce qui ne varie pas, mais toutes les variables définissant l’état du
système ne peuvent pas rester constantes. Dans chaque cas, quelle est celle qui varie ?
D’autre part, toutes les données sont-elles utiles ?
Si l’addition d’un gaz supplémentaire se fait à volume constant, la pression totale commence
nécessairement par augmenter. Mais il s’agit de savoir si, ensuite, elle se maintient à sa nouvelle
valeur.
Pour que l’addition ait lieu sans que la pression varie, il faut nécessairement laisser augmenter le
volume. Mais le système reste-t-il ensuite dans l’état où cette intervention l’a mis ?
La valeur de la température n’a pas d’intérêt ; ce qui est important, c’est que la température ne
change pas.
La quantité initiale de PCl 5 , n’est pas non plus une donnée à prendre en compte ; il s’agit de
discuter de l’éventualité d’une cessation d’équilibre (Q devenant différent de K), et ni Q, ni K ne
dépendent de cette quantité. De même, puisque la réponse à donner est qualitative, la quantité
d’argon ajoutée est indifférente.
Toutes les données numériques sont donc inutiles (données parasites).
a) La pression totale augmente évidemment. Si on l’avait fait augmenter en diminuant le volume
dont dispose le mélange gazeux, l’éventualité d’un déplacement de l’équilibre pourrait être
prévue par le principe de Le Chatelier [Ex. 14.13]. Mais, puisqu’on a introduit un autre gaz, la
pression totale n’est pas la variable à considérer et il faut examiner la situation du point de vue
des pressions partielles. Celles de PCl 5 , PCl 3 et Cl 2 varient-elles ?
Dans l’affirmative, il faudra déterminer si leurs variations font augmenter ou diminuer le
quotient de réaction Q (la constante d’équilibre K restant par ailleurs constante, puisque la
température ne varie pas).
L’addition du gaz inerte à volume constant ne fait pas varier les pressions partielles des trois gaz
déjà présents (il y a toujours la même quantité de gaz dans le même volume). Par conséquent Q
ne varie pas et il n’y a pas de déplacement d’équilibre.
b) Les pressions partielles des trois gaz participant à l’équilibre diminuent (comme si l’on avait
augmenté autant le volume, sans introduire d’argon). Le quotient de réaction dont l’expression
est :
diminue donc (numérateur du deuxième degré et dénominateur du premier degré [Ex. 14.13]), et
il se produit un déplacement vers la droite pour le rétablir à sa valeur antérieure (le rendre de
nouveau égal à K).
Q
p Cl 3 p o
⁄
(
) p Cl 2 p o
⁄
(
)
p PCl 5 p o
⁄
(
)
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