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Choix catégorie Terminale S Chimie Etat d’équilibre d’un système, quotient et constante d'équilibre

Nom du cours :

Etat d’équilibre d’un système, quotient et constante d'équilibre

Auteur :

fdiedler

Description :

Etude du quotient de réaction Qr et de la constante d’équilibre K d'un système chimique

Difficulté :

Visualisations :

601

Modifié le :

10 Septembre 2010 à 18h31

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Sommaire

• Quotient de réaction Qr
• Grandeur caractéristique de l’état d’équilibre chimique
• Taux d’avancement final de l’état d’équilibre chimique

Quotient de réaction Qr

Expression

Soit la réaction
On admettra que le quotient de réaction Qr associé à cette réaction à un instant est tel que :
[X] représente la valeur numérique des concentrations molaires des espèces (ions ou molécules) dissoutes ce qui exclu le solvant et les espèces solides. Le quotient de réaction n’a pas de dimension, pas d’unité.

• On a [C]_i = [D]_i = 0 à l’état initial i = 0
• Cas d’une transformation totale : [A]_eq tend vers 0 et [B]_eq tend vers 0

Exemples

Grandeur caractéristique de l’état d’équilibre chimique

Quotient de réaction à l’équilibre

Lorsque l’état d’équilibre du système chimique est atteint. Le quotient de réaction à l’équilibre s’écrit :

Dans cet état d’équilibre, les concentrations molaires des réactifs et produits ne varient plus. Elles peuvent être déterminées par plusieurs méthodes (conductimètre ou spectrophotomètre. D’où la détermination possible de Qr_eq.

• Invariance du Qr_eq pour une réaction donnée à une température donnée.
• La valeur de Qr_eq ne dépend pas de l’état initial du système (de sa composition).
• Qr_eq dépend de la réaction étudiée et de la température.

Constante d’équilibre K associée à l’équation de la réaction

On vient de voir que Qr_eq est une constante pour une température donnée et une équation donnée. Elle peut servir de grandeur de référence et on lui donne le nom de constante d’équilibre noté K.

Faite attention, K ≠ Qr mais Qr_eq = K

Taux d’avancement final de l’état d’équilibre chimique

τ dépend de la constante K et également de l’état initial du système.

Influence de la composition initiale sur τ

• Pour K = cte si C_a diminue alors K/C_a augmente et τ² / (1 - τ) augmente. Donc globalement, τ augmente.
• Plus un acide est dilué, plus τ augmente.

Influence de la constante d’équilibre K sur τ

Donc plus la constante d’équilibre est élevée, plus τ est élevée. (plus l’avancement est grand, plus l’acide est dissocié).

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