Fiche de physique - chimie
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Évolution spontanée d'un système

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I. Rappels

On considère la réaction chimique non totale d'équation aAaq + bBaq = cCaq + dDaq.

1. Quotient de réaction

Définition :
Le quotient de réaction Qr, qui évolue au cours de la réaction est Qr = \dfrac{\left[C\right]^c.\left[D\right]^d}{\left[A\right]^a\left[B\right]^b}.



2. Constante d''équilibre

Définition :
La constante d'équilibre K est le quotient de réaction à l'équilibre : K = Qr_{eq} = \dfrac{\left[C\right]^c_{eq}.\left[D\right]^d_{eq}}{\left[A\right]^a_{eq}.\left[B\right]^b_{eq}}.


Pour une réaction donnée, K ne dépend que de la température.

II. Évolution spontanée d'un système chimique

Pour déterminer le sens d'évolution spontanée, il faut comparer le quotient de réaction dans l'état initial Qr,i à la constante d'équilibre K.
Le système étudié évolue spontanément vers l'état d'équilibre.



Pour la réaction dont l'équation est aAaq + bBaq = cCaq + dDaq :

si Qr,i < K,
      le système évolue de manière que Qr évolue pour atteindre K.
      le sens spontané de la transformation chimique est le sens direct.
      la réaction s'accompagne spontanément de la consommation des réactifs A et B et de la formation de produits C et D.

si Qr,i = K,
      le système n'évolue pas macroscopiquement. L'état d'équilibre du système est atteint.

si Qr,i > K,
      le système évolue de manière que Qr évolue pour atteindre K.
      le sens spontané de la transformation chimique est le sens inverse.
      la réaction s'accompagne spontanément de la consommation de C et D (C et D sont les réactifs) et de la formation de A et B (A et B sont les produits).

III. Loi de Le Chatelier

1. Énoncé


Si la quantité de matière de l'une des espèces chimiques présentes dans un système chimique à l'état d'équilibre est modifiée, ce système évolue pour s'opposer à cette modification.


2. Exemples

Quand on dissout de l'acide éthanoïque dans de l'eau, une petite quantité de molécules CH3-COOH réagit avec l'eau.
Si on dilue la solution obtenue, on fait augmenter la quantité de molécules CH3-COOH ayant réagi avec l'eau.
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