Sens d’évolution spontanée d’un système : Équilibre chimique
Transformation non totale
Quand le réactif limitant ne disparaît pas entièrement, la transformation n'est pas totale.
Critères de transformation
- Si $x_f = x_{\rm max} \Rightarrow$ la transformation est totale
$\rm {aA}_{(aq)} + bB_{(aq)} \rightarrow cC_{(aq)} + dD_{(aq)}$ - Si $x_f < x_{\rm max} \Rightarrow$ la transformation est non totale
$\rm aA + bB \rightleftharpoons cC + dD$
Taux d'avancement final
Le taux d'avancement final (à l'équilibre) est sans unité et s'exprime par $$\tau = \frac{x_f}{x_{\rm max}}$$ où $x_f$ et $x_{\rm max}$ sont en mol.
- $0 < \tau < 1 \Rightarrow$ transformation non totale
- $\tau = 1 \Rightarrow$ transformation totale
Évolution spontanée d'un système
Quotient de réaction
Le quotient de réaction est une grandeur (sans unité) qui permet de connaître l'état d'avancement d'une réaction chimique. Le quotient d'une réaction $\rm aA + bB = cC + dD$ est défini tel que :
$$\boxed{Q_r = \rm \frac{[C]^c \cdot [D]^d}{[A]^a \cdot [B]^b}}$$
Les concentrations $\rm [A]$ sont en $\bf mol.L^{-1}$ et $Q_r$ n'a pas d'unité. Si $\rm X$ est un solide ou de l'eau, on remplace $\rm [X]$ par 1.
Constante d'équilibre
Le quotient de réaction à l'état final $Q_{r,f}$ est appelé constante d'équilibre de la réaction $\rm K$. Chaque réaction a sa propre constante d'équilibre, notée $\bf K$.
$$\boxed{\mathrm K = Q_{r,\rm éq} = \rm \frac{[C]^c_{éq} \cdot [D]^d_{éq}}{[A]^a_{éq} \cdot [B]^b_{éq}}}$$
