Critère d'évolution spontanée d'un système chimique
Réaction
a A + b B = c C + d D
Qr = [C]
cx[D]
d/ [A]
ax[B]
bEquilibre
Qr,eq = K
(K est une constante qui ne dépend que de la réaction et de la température (pas de la composition initiale du système chimique) Système : un mélange INITIAL quelconque de A, B, C, D :Problème : dans quel sens va-t-il évoluer spontanément ?
Méthode : on calcule le Qri (initial, au moment du mélange) et on le compare à K
Qr,i < K : le sens spontané de la transformation est le sens direct ; la transformation s’accompagne spontanément de la consommation des réactifs et de la formation des produits.
Qr,i > K : le sens spontané de la transformation est le sens inverse ; la transformation s’accompagne spontanément de la formation des « réactifs » et de la consommation des « produits ».
Il existe un état singulier du système pour lequel : Qr,i = Qr,éq. = K
le système n’évolue pas macroscopiquement l’état d’équilibre du système est atteint
Exemple
Cu2+ / Cu et Zn2+ / Zn Cu2+(aq) + Zn(s) = Cu(s) + Zn2+(aq) K = 1037
Cu2+ Zn
Zn2++Cu K
sens d’évolution DIRECT du système Qr,i
sens d’évolution INDIRECT du système Qr,i
K
pas d’évolution macroscopique du système
Qr,i = K
Qr = 0 Qr < K Qr = K Qr > K Qr Cu
Zn2+
Cu2+
Zn
Qr = 0 Qr < K Qr = K Qr Instabilité du système
composition du système
