Evolution spontan´ ´ ee d’un syst` eme
I. Rappels
On consid`ere la r´eaction chimiquenon totaled’´equation aAaq + bBaq = cCaq + dDaq.
1. Quotient de r´ eaction
D´ efinition :
Le quotient de r´eaction Qr, qui ´evolue au cours de la r´eaction estQr rCsc.rDsd
rAsarBsb .
2. Constante d”´ equilibre
D´ efinition :
La constante d’´equilibre K est le quotient de r´eaction `a l’´equilibre :KQreq
rCsceq.rDsdeq
rAsaeq.rBsbeq.
Pour une r´eaction donn´ee,K ne d´epend que de la temp´erature.
II. ´ Evolution spontan´ ee d’un syst` eme chimique
Pour d´eterminer le sens d’´evolution spontan´ee, il faut comparer le quotient de r´eaction dans l’´etat initial Qr,i
`a la constante d’´equilibre K.
Le syst`eme ´etudi´e ´evolue spontan´ement vers l’´etat d’´equilibre.
Pour la r´eaction dont l’´equation est aAaq + bBaq = cCaq + dDaq :
si Qr,i K,
le syst`eme ´evolue de mani`ere que Qr ´evolue pour atteindre K.
le sens spontan´e de la transformation chimique est le sens direct.
la r´eaction s’accompagne spontan´ement de la consommation des r´eactifs A et B et de la formation de produits C et D.
si Qr,i = K,
le syst`eme n’´evolue pas macroscopiquement. L’´etat d’´equilibre du syst`eme est atteint.
si Qr,i¡K,
le syst`eme ´evolue de mani`ere que Qr ´evolue pour atteindre K.
le sens spontan´e de la transformation chimique est le sens inverse.
la r´eaction s’accompagne spontan´ement de la consommation de C et D (C et D sont les r´eactifs) et de la formation de A et B (A et B sont les produits).
III. Loi de Le Chatelier
1. ´ Enonc´ e
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Si la quantit´e de mati`ere de l’une des esp`eces chimiques pr´esentes dans un syst`eme chimique `a l’´etat d’´equilibre est modifi´ee, ce syst`eme ´evolue pour s’opposer `a cette modification.
2. Exemples
Quand on dissout de l’acide ´ethano¨ıque dans de l’eau, une petite quantit´e de mol´ecules CH3-COOH r´eagit avec l’eau.
Si on dilue la solution obtenue, on fait augmenter la quantit´e de mol´ecules CH3-COOH ayant r´eagi avec l’eau.
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