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équilibre

Posté par
ino19
09-04-17 à 19:28

Bonsoir

J'ai besoin de votre aide svp.

Dans mon cours de chimie il y a écrit:
- Si le système ne comporte pas de phase condensée, le système atteint toujours un équilibre.
- Si le système comporte au moins une phase condensée, une des espèces solides peut être totalement consommée sans que l'équilibre ne soit pour autant atteint.

Je ne comprends pas la première remarque. Je ne comprends pas pourquoi avec que des constituants gazeux on a nécessairement un équilibre.


Merci de m'éclairer

Posté par
vanoise
re : équilibre 09-04-17 à 20:45

Bonsoir
Pour mieux adapter la réponse à ton programme :
- Connais-tu la notion de quotient de réaction
- cannais-tu l'expression de ce quotient de réaction en fonction des activités des divers constituants ?
- connais-tu les expressions de ces activités selon l'état du constituant (gaz, espèce en solution, liquide pur, solide) ?

Posté par
ino19
re : équilibre 09-04-17 à 21:18

Oui je les connais. On a vu toutes ces notions.
J'imagine qu'il faut raisonner avec le quotient de réaction pour comprendre ces remarques.

Posté par
vanoise
re : équilibre 09-04-17 à 23:19

Citation :
Oui je les connais. On a vu toutes ces notions.

Tant mieux : l'explication est alors simple !
Imagine d'abord un système monophasé homogène (mélange homogène de liquides, mélange homogène de gaz ou solution aqueuse). L'activité de chaque constituant est toujours une grandeur strictement positive fonction monotone croissante de la quantité du constituant. Dans ces conditions, la condition d'équilibre Q=K est toujours possible même si K>>1 ou K<<1 . Dans ces cas "extrêmes",  il suffit que certaines quantités soient très minoritaires (a<<1) pour que l'égalité soit possible.
Dans les cas de systèmes polyphasés : présence de solides et/ou présence de liquides non miscibles, l'activité  vaut 1 quelle que soit la quantité de ce type de constituant. Il est alors possible d'obtenir des états "bloqués" : l'égalité Q=K ne peut être atteinte par épuisement d'un réactif.
Je prends l'exemple d'un litre d'eau dans lequel tu introduis "s" mole de solide AgCl. Le quotient de la réaction de dissolution du solide est :

Q=\frac{\left[Ag^{+}\right]\left[Cl^{-}\right]}{\left(c^{o}\right)^{2}}\quad avec\quad c^{o}=1mol/L
Initialement Q=0 donc Q<K : la dissolution se produit nécessairement. Suppose que la quantité de solide introduite par litre soit : s<\sqrt{K}. A l'instant où va se dissoudre le dernier "microcristal" de AgCl, on aura encore Q<K mais la réaction de dissolution ne pourra pas se poursuivre faute de solide !

Posté par
ino19
re : équilibre 10-04-17 à 00:06

Merci pour votre réponse. C'est déjà beaucoup plus clair.

vanoise @ 09-04-2017 à 23:19

la condition d'équilibre Q=K est toujours possible même si K>>1 ou K<<1 . Dans ces cas "extrêmes",  il suffit que certaines quantités soient très minoritaires (a<<1) pour que l'égalité soit possible.

Mais si vous parlez de quantités, c'est que (comme les solides) le gaz ou le fluide peut s'épuiser non ? et donc conduire à une rupture d'équilibre ?

Posté par
vanoise
re : équilibre 10-04-17 à 12:31

Citation :
c'est que (comme les solides) le gaz ou le fluide peut s'épuiser non ?

Non ! Jamais de façon complète ! Pour un constituant seul dans sa phase, l'activité  ne peut être qu'égale à 1. Si cette condition "a=1" est incompatible avec la condition Q=K, ce constituant disparaît avant que l'équilibre ne puisse s'établir. Pour les constituants d'un mélange homogène, l'activité peut prendre une valeur positive aussi petite que l'on veut : la condition Q=K est donc toujours possible. Je prends l'exemple d'une réaction entre espèces dissoutes en solution aqueuse, la solution étant diluée.
A + B =C + D avec K = 1010, les quantités introduites par litre de A et B étant égales à c. L'expression de Q est, avec x : avancement volumique :

Q=\frac{x^{2}}{\left(c-x\right)^{2}}
La condition d'équilibre Q=K correspond à l'égalité :

\frac{x}{c-x}=\sqrt{K}=10^{5}
Ce qui conduit à :

x=\frac{c}{1+10^{-5}}\approx c.\left(1-10^{-5}\right)
On remarque que, puisque K>>1, la réaction est quasi totale car x est de très peu inférieur à c mais on peut toujours parler d'équilibre : les espèces A et B sont devenue ultra minoritaires mais n'ont pas totalement disparu. On parle alors de réaction "presque" totale ou "quasi" totale.



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