Evolution systeme chimique Une transformation chimique peut être totale ou non totale. Dans le premier cas, les réactifs sont limitants et l’avancement x de la réaction est égale à xmax. Dans l’état final, les produits et le réactif non limitant sont présents dans le mélange réactionnel. Dans le deuxième cas, à l’état final, les produits et les réactifs sont présents dans le mélange réactionnel. L’avancement x est égal à xf. Par exemple, la réaction entre l’acide éthanoïque et l’eau conduit à un état d’équilibre. Lorsque l’équilibre est atteint (c’est instantané), toutes les espèces chimiques sont présentes dans la solution. Le sens 1 est appelé le sens direct, le sens 2 est appelé le sens indirect. Lorsque la transformation est non totale à l’état final, les quantités des espèces chimiques n’évoluent plus à l’échelle macroscopique. A l’échelle microscopique, les chocs efficaces ont toujours lieu. Ainsi, un système chimique est à l’équilibre dynamique si la vitesse de disparition est égale à la vitesse d’apparition des espèces chimiques. Le taux d’avancement mesure la fraction du réactif limitant qui a réellement réagi. tau = xf / xmax xmax : avancement max theorique tau >= 0.99 -> totale tau < 0.99 -> non totale Le quotient de réaction Q est un nombre sans dimension. Il nous renseigne sur l’évolution d’une transformation chimique. Par définition, il est égal au produit des activités des réactifs et des produits et dépend des coefficients stœchiométriques αi des espèces chimiques mises en solution. αi = [i]/C0 C0 = 1 mol/L Pour solvant (eau) et solide : ai = 1 SENS DIRECT : a(P) / a(R) [Produits] / [Reactifs] (droite / gauche) SENS INDIRECT : (gauche / droite) Attention ! coef stoechio en esposants Lorsque un système évolue spontanément vers un état d’équilibre, le quotient de réaction atteint une valeur constante qui ne dépend que de la température T. Cette valeur particulière du quotient de réaction est appelée constante d’équilibre noté K. On associe alors une constanted’équilibre dans le sens direct: K = [Produits]eq/[Reactifs]eq Cette constante est appelée le produit ionique de l’eau. A 25°C, Ke = 10E-14 Pour savoir dans quel sens va évoluer une transformation chimique, il faut comparer la valeur du quotient de réaction à la valeur de la constante d’équilibre. Il y a 3 cas possible : - Si Qr = K la réaction a atteint l’équilibre. Le système chimique n’évolue plus. - Si Qr<K, la réaction évolue dans le sens direct. La quantité de produits augmente. - Si Qr>K, la réaction évolue dans le sens indirecte. La quantité de réactifs augmente (à condition que les produits soient présents). Un système chimique évolue spontanément dans le sens qui modifie la valeur du quotient réactionnel pour le rapprocher de la constante d’équilibre K(T).