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L’équilibre chimique
De nombreuses réactions chimiques sont réversibles.
Qu’est-ce que cela signifie? A + B crée C + D, mais C + D crée A + B.
Les réactions qui ont une réaction directe et une réaction inverse sont appelées réactions réversibles.
Dans de telles réactions, un équilibre est atteint après un certain temps.
Un exemple illustratif : Mario et Bruno sont dans une cour d’école et veulent essayer un jeu spécial avec 100 petites balles. Mario et Bruno se font face à environ 100 mètres. Mario a les balles 100. Mario, qui est légèrement plus grand et 2 ans de plus que Bruno, prétend qu’il peut envoyer les 100 balles à Bruno, même si Bruno continue de les renvoyer à Mario.
Le jeu vient de commencer. Avec une grande puissance, Mario lance balle après balle vers Bruno. Bruno renvoie ces balles à Mario du mieux qu’il peut. Après environ 2 heures, Mario et Bruno sont assez épuisés. Les balles sont toujours en train de faire la navette. Cependant, il y a maintenant progressivement le même nombre de balles qui roulent ou volent d’avant en arrière par minute. Il commence juste à pleuvoir. La mère de Bruno appelle du balcon de la maison voisine qu’il doit enfin rentrer. Mario en a maintenant 40 et Bruno a 60 balles au sol. Un équilibre a été établi. On divise le nombre de balles de Bruno par le nombre de balles de Mario : 60/40 = 1,5
Mario veut répéter le même jeu. Cette fois avec un camarade de classe qui a 2 ans de plus que Mario, avec Paul. Au bout de 2 heures, le même nombre de balles passe de Mario à Paul et de Paul à Mario. Encore une fois, Mario a raté son objectif d’envoyer les 100 balles à son partenaire. De plus : Mario a maintenant 60 balles et Paul seulement 40. Comme ci-dessus, nous divisons les balles existantes de Paul par celles de Mario. 40/60 = 2/3 ou 0,67
L’exemple ci-dessus vise à montrer que toutes les réactions chimiques qui ne sont pas spontanées ou hautement exothermiques sont des réactions d’équilibre. L’équilibre est atteint lorsque la vitesse des réactions directes et inverses est la même.
La loi de l’action de masse
Ce qui a déjà été calculé ci-dessus n’est rien d’autre que la constante d’équilibre K.
Il montre un exemple de la loi de l’action de masse.
Formulation générale :
Pour une réaction chimique
A + B ===> C + D
Si les produits sont écrits à droite du numérateur, les réactifs à gauche du dénominateur.
Si plusieurs produits ou réactifs interviennent dans la réaction, ils sont multipliés.
K = C*D/A*B
Les nombres stoechiométriques devant les substances impliquées sont élevés à la puissance.
aA + cB ===> xC + zD
K = Aexpa*Bexpc/Cexpx*Dexpz
Dans cette formulation, des quantités de substances sont utilisées pour les substances.
Cela signifie nombre de taupes. L’unité est n. n = 1 = 1 mol.
La constante K dépend de la température !
Les réactions se déroulent principalement dans un environnement liquide. C’est ainsi que vous utilisez les concentrations molaires. Nombre de moles par litre ou en unité mol/l. C’est pourquoi la constante est appelée Kc.
Revenons à l’exemple ci-dessus.
Dans le jeu de ballon Mario avec Bruno, la constante d’équilibre K est de 1,5. K est supérieur à 1, K > 1.
Cela ne signifie rien d’autre que l’équilibre est à droit.
Dans le jeu Mario et Paul, la constante est 2/3, soit 0,67. K est inférieur à 1, K < 1.
la balance est à gauche.
Ceci peut également être appliqué à la loi d’action de masse. Voir le tableau ci-dessous
