Thermodynamique 5 :
Perturbation d’un équilibre chimique
Quelques liens logiques du chapitre
Effet d’une perturbation
Modification isolée d’un paramètre intensif
Déplacement d’équilibre Si à l’état final, les constituants présents
sont les mêmes que dans l’équilibre initial
A’’ = 0 K°’’ = Qr’’
Rupture d’équilibre L’évolution a causé la disparition totale d’une
phase condensée.
L’état final ne contient plus tous les constituants initiaux.
A’’ ≠ 0 K°’’ ≠ Qr’’
Etat perturbé A’ ? Evolution ? Equilibre chim.
Ainit = 0 K° = Qr
Réactifs et produits coexistent
A’ = 0 K°’ = Qr’ Le système reste
dans l’état d’équilibre initial.
Le paramètre modifié n’est pas
un facteur d’équilibre
A’ ≠ 0 K°’ ≠ Qr’
Le système relaxe vers un nouvel
état final Le paramètre
modifié était bien un facteur
d’équilibre
Attention : Une rupture d’équilibre ne peut intervenir que lorsque le sens d’évolution du système perturbé consomme une phase condensée (solide pur ou liquide pur).
Nombres de degrés de liberté d’un système à l’équilibre
Etape 1 : Appliquer la règle des phases de Gibbs
Permet de connaître le nombre de degrés de liberté du système à l’équilibre, dans le cas général où l’on ne se soucie pas du mode d’obtention de l’équilibre.
Conclusion :
Interpréter la valeur du nombre de degrés de liberté réel du système.
Indiquer éventuellement les paramètres intensifs à modifier pour améliorer le rendement.
Etape 2 : Etudier l’éventuelle particularité du système
Le nombre de degrés de liberté du système peut être diminué dans l’un des cas suivants :
Un paramètre intensif a déjà été fixé,
L’équilibre a été obtenu à partir d’un mélange initial particulier
Expl : uniquement à partir des réactifs, ou encore, uniquement à partir des réactifs dans les proportions stœchiométriques) ce qui conduit à l’existence de relations nouvelles entre paramètres intensifs
Etape 3 : Déterminer les facteurs d’équilibre
Voir quels paramètres intensifs interviennent dans l’expression du quotient de réaction.
Pour la température, s’assurer que la réaction n’est pas athermique.
Pour la pression, s’assurer que la réaction modifie bien la quantité de matière de gaz.
