Les équilibres chim iques
Toute réaction chimique entre des réactifs se caractérise par un équilibre, qui peut être
symbolisé par :
t = 0
hq
A
+
B
^
2
P
+
Q
«A
«B
La réaction s’effectue dans les deux sens ; le ou les produits donnent la réaction inverse
correspondant au sens de formation des réactifs. Au bout d ’un temps suffisamment long,
les concentrations des réactifs et des produits n’évoluent plus en fonction du temps :
elles sont stationnaires. On dit alors que le système a atteint l’état d’équilibre (ou
l’état stationnaire). Même si un système à l’équilibre donne l’impression d’être figé à
l’échelle macroscopique, puisque les concentrations en réactifs et en produits ne varient
plus, en réalité, l’équilibre est en fait un équilibre dynamique. En effet, à tout instant,
à l’échelle microscopique, les produits de la réaction se combinent pour redonner
les réactifs (sens 2) et les réactifs de départ réagissent aussi pour donner les produits
(sens 1), et cela à des vitesses identiques. Ainsi les réactions « aller » et « retour » ont
des vitesses égales et non nulles.
L’équilibre est représenté sur l’équation de réaction par une double flèche montrant
que la réaction s’effectue vers la droite et vers la gauche.
On considérera par la suite que l’équilibre s’établit instantanément, quelle que soit la
réaction étudiée.
1. Réaction équilibrée
Pour une réaction équilibrée du type : ciK + hB
pF + qQ, on rappelle que l’enthalpie
libre de réaction est :
.
Up
A G =AG° + R T \ n - ^
a
h
O
Fiche 111
■a
O
c
rj
Q
U D
t H
O
fN J
X I
>•
Q .
O
U
qP x a ‘ ’
Soit A_.G =
+ RT In ^ , où Q = — ^ ^ où Q est le quotient réactionnel.
fl! X f l t
'A
A l’équilibre, pour lequel A^G = 0 , le quotient réactionnel prend une valeur particulière,
appelée constante d’équilibre et notée K.
Loi d ’action des masses : K =
Dans l’expression de la constante d’équilibre, les activités des produits et des réactifs
sont les activités à l’équilibre, ce qui est représenté en mettant un indice La loi d’action
des masses est utilisable pour tout type d ’équilibre, qu’il soit en phase homogène ou
hétérogène.
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Toute réaction chimique entre des réactifs se caractérise par un équilibre, qui peut être
symbolisé par :
t = 0
hq
A
+
B
^
2
P
+
Q
«A
«B
La réaction s’effectue dans les deux sens ; le ou les produits donnent la réaction inverse
correspondant au sens de formation des réactifs. Au bout d ’un temps suffisamment long,
les concentrations des réactifs et des produits n’évoluent plus en fonction du temps :
elles sont stationnaires. On dit alors que le système a atteint l’état d’équilibre (ou
l’état stationnaire). Même si un système à l’équilibre donne l’impression d’être figé à
l’échelle macroscopique, puisque les concentrations en réactifs et en produits ne varient
plus, en réalité, l’équilibre est en fait un équilibre dynamique. En effet, à tout instant,
à l’échelle microscopique, les produits de la réaction se combinent pour redonner
les réactifs (sens 2) et les réactifs de départ réagissent aussi pour donner les produits
(sens 1), et cela à des vitesses identiques. Ainsi les réactions « aller » et « retour » ont
des vitesses égales et non nulles.
L’équilibre est représenté sur l’équation de réaction par une double flèche montrant
que la réaction s’effectue vers la droite et vers la gauche.
On considérera par la suite que l’équilibre s’établit instantanément, quelle que soit la
réaction étudiée.
1. Réaction équilibrée
Pour une réaction équilibrée du type : ciK + hB
pF + qQ, on rappelle que l’enthalpie
libre de réaction est :
.
Up
A G =AG° + R T \ n - ^
a
h
O
Fiche 111
■a
O
c
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Q
U D
t H
O
fN J
X I
>•
Q .
O
U
qP x a ‘ ’
Soit A_.G =
+ RT In ^ , où Q = — ^ ^ où Q est le quotient réactionnel.
fl! X f l t
'A
A l’équilibre, pour lequel A^G = 0 , le quotient réactionnel prend une valeur particulière,
appelée constante d’équilibre et notée K.
Loi d ’action des masses : K =
Dans l’expression de la constante d’équilibre, les activités des produits et des réactifs
sont les activités à l’équilibre, ce qui est représenté en mettant un indice La loi d’action
des masses est utilisable pour tout type d ’équilibre, qu’il soit en phase homogène ou
hétérogène.
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