📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
Un système chimique est en équilibre lorsque les concentrations des réactifs et des produits ne varient plus au cours du temps. La réaction est dite réversible : $aA + bB \rightleftharpoons cC + dD$. Le quotient de réaction est défini par : $Q_r = \frac{[C]{eq}^c \cdot [D]{eq}^d}{[A]{eq}^a \cdot [B]{eq}^b}$. À l'équilibre, $Q_{r,eq} = K(T)$, où $K$ est la constante d'équilibre qui ne dépend que de la température.
Méthodes à maîtriser
- Établir le tableau d'avancement pour exprimer les concentrations à l'équilibre en fonction de $x_{eq}$.
- Utiliser la relation $K = \frac{x_{eq}^2}{(n_0 - x_{eq})^2}$ pour une réaction type $A+B \rightleftharpoons C+D$ avec $n_0$ initial.
- Calculer le taux d'avancement final $\tau = \frac{x_{eq}}{x_{max}}$ pour déterminer si la réaction est totale ($\tau=1$) ou limitée ($\tau < 1$).
Exemples corrigés
Soit $CH_3COOH + C_2H_5OH \rightleftharpoons CH_3COOC_2H_5 + H_2O$. Si $n_0 = 1$ mol pour chaque réactif, et $x_{eq} = 0,67$ mol, alors $K = \frac{0,67^2}{(1-0,67)^2} = 4$.
Erreurs fréquentes
- Oublier que l'eau (solvant) n'apparaît pas dans l'expression de $Q_r$ si elle est en large excès.
- Confondre $Q_r$ (à tout instant) et $K$ (à l'équilibre).
- Négliger l'influence de la température sur la valeur de $K$.