Comprendre l'Équilibre Chimique et le Principe de Le Chatelier
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Réactions Réversibles
En général, toutes les réactions sont réversibles. Les conditions extérieures présentes au moment de la réaction déterminent que l'énergie d'activation de l'une des deux directions est beaucoup plus faible que pour la direction opposée. Par conséquent, le taux de réaction des deux voies est privilégié.
États d'Équilibre Chimique
L'équilibre chimique est la situation dans laquelle le taux de formation des réactifs et des produits dans une réaction chimique sont égaux. Les conditions qui doivent être remplies pour atteindre l'équilibre dépendent de chaque réaction.
Loi d'Action de Masse
La vitesse d'une réaction est proportionnelle au produit des masses actives des réactifs.
Constante d'Équilibre
Le produit des concentrations des produits, divisé par le produit des concentrations des réactifs, élevé à la puissance indiquée par les coefficients stœchiométriques, est égal à la constante d'équilibre d'un système de réaction.
- Si Ke < 1, cela favorise la formation des réactifs.
- Si K > 1, cela favorise la formation des produits.
Classes d'Équilibre Chimique
Un équilibre homogène est établi lorsque tous les composés sont présents dans une seule phase. En revanche, lorsqu'un équilibre est présenté dans plus d'une phase, par exemple, un solide immergé dans un liquide, il s'agit d'un équilibre hétérogène.
Principe de Le Chatelier
À la fin du XIXe siècle, le chimiste français Henry Le Chatelier a postulé que pour un système à l'équilibre, si une contrainte est appliquée, le système se déplacera dans la direction qui minimise cette contrainte.
Effet de la Température
La constante d'équilibre (Ke) d'une réaction est donnée pour une température spécifique. Par conséquent, un changement de température a un effet direct sur Ke.
Effet de la Pression
La variation de pression dans un système à l'équilibre a des effets importants uniquement lorsqu'une substance est un gaz, car la modification de la pression entraîne un changement de volume. Un changement de volume conduit à un changement dans la densité des molécules, ce qui entraîne des changements dans les concentrations (ou pressions partielles) des espèces présentes.
Applications du Principe de Le Chatelier
Industriellement, on cherche à optimiser les conditions de la plupart des réactifs pour former des produits spécifiques. Ceci est réalisé grâce au contrôle de la pression, de la température et de la concentration des réactifs impliqués.