Le potentiel chimique
Lorsqu’une réaction chimique se produit, la composition du système est modifiée. Ces
modifications doivent être prises en compte dans les expressions des fonctions d’état
extensives pour décrire l’évolution du système.
1. Définition
Dans le cas de l’intervention d’une réaction chimique à i constituants, l’expression de la
différentielle de l’énergie interne est :
dC = rd 5 -P d L + ^Pid«.
X J
O
c
D
Q
kO
O
rsl
x z
oi
>•
Q.
O
U
où dU = T d S -P d V + ' ^
^d u '^
dn.
,
\
‘ J S , ] ' , n ^ n ^
dw.
Pj, grandeur intensive, est appelé potentiel chimique de l’espèce chimique i et vaut par
définition :
hi =
^ d u ''
dn
V
' y / S , r , / 7 j 7 Î / 7 |
(l’unité de Pi est le J • mol”')
La différentielle dH en fonction du potentiel chimique s’exprime
d t/ = 7’d 5 + F’ d P + 2^H,dn,
i
Dans ce cas, le potentiel chimique est défini comme :
La différentielle de l’enthalpie libre dG s’exprime aussi en fonction du potentiel
chimique :
f f)C ^
dG = V d P -S d T + '^ ii^ dn,= V dP-SdT + Y , dfi
V ' Jr,P,n^^n,
dn.
Potentiel chimique Pj =
dn
V ' jT,P,n^^nCette dernière définition du potentiel chimique est le plus souvent utilisée car les
conditions de réaction sont souvent isotherme et isobare.
L’expression de G en fonction du potentiel chimique est :
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