Paramètres influençant l’état final d’un système chimique - Etat d'équilibre d'un système chimique


Paramètres influençant l’état final d’un système 

Paramètres influençant l’état final d’un système :

  

Paramètres influençant l’état final d’un système :

Etat final d’un système :

L’état final d’un système est la description des quantités de matière des différentes espèces dans ce système, à l’équilibre. Nous avons vu que les quantités de matière des différentes espèces intervenant dans un équilibre chimique étaient conditionnées par la valeur de la constante de réaction associée à cet équilibre.
Il convient ici de préciser deux points :
·         La valeur de la constante de réaction dépend de la température ;
·         Le quotient de réaction dépendant de plusieurs contributions, il existe plusieurs jeux de contributions permettant d’aboutir à une même valeur de Qr.

Constante d’équilibre :

Le rapport des contributions de chaque espèce au quotient de réaction doit obligatoirement donner une certaine valeur à l’équilibre. Mais si cette valeur varie, alors l’une au moins de ces contributions doit varier.
Or la valeur de la constante de réaction ne varie qu’avec la température. Donc la constante d’équilibre, c'est-à-dire en fait la température du milieu réactionnel, va influencer les valeurs des contributions de certaines espèces, c'est-à-dire les quantités de matières de ces espèces (solvatées et gazeuses).

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Composition initiale :

On doit bien comprendre que l’existence d’une constante d’équilibre ne signifie pas que les quantités de matières des différents espèces à l’équilibre seront nécessairement les mêmes pour des conditions initiales différentes. Par exemple, pour reprendre la réaction de l’acide éthanoïque avec l’eau, si nous avions choisi pour quantité de matière d’acide au départ, 4,0.10-2 mol d’acide dans 1 litre d’eau alors à l’équilibre les quantités d’ions éthanoate et d’ions hydroniums seraient de 8,0.10-4 mol. On retrouve bien ainsi les conditions de notre dernier calcul :
·         Concentration finale en acide : 4,0.10-2 – 8,0.10-4 4,0.10-2 mol ;
·         Concentration finale en ions hydronium très supérieure à 1,0.10-7 mol, donc sensiblement égale à 8,0.10-4 mol.L-1.
On en déduit le quotient de réaction à l’équilibre:

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Qr= (8.10-4 x 8.10-4)/(4.10-2) 1,6.10-5

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On retrouve bien ainsi la même valeur, c'est-à-dire celle de KA, alors que les compositions initiale et finale du système sont différentes.
L’état final du système dépend donc de sa composition initiale.

      Définitions clés :

Quotient de réaction :

 noté Qr , il est défini à un instant donnée comme le rapport de deux termes :
·         L’un, portant sur les espèces du terme de droite de l’équation de réaction ;
·         L’autre, portant sur les espèces du terme de gauche ;

Constante d’équilibre : 

notée K, c’est la valeur du quotient de réaction à l’équilibre. Elle n’est définie que une réaction équilibrée (non totale), et dépend uniquement de la température.

voir aussi : Quotient de réaction - Etat d'équilibre d'un système chimique
                   Constante d’équilibre - Etat d'équilibre d'un système chimique

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