Sens d’évolution spontanée d’un système : Équilibre chimique

Transformation non totale

Quand le réactif limitant ne disparaît pas entièrement, la transformation n’est pas totale :

• Si $x_f = x_{\rm max} \Rightarrow$ la transformation est totale
  $\rm {aA}_{(aq)} + bB_{(aq)} \rightarrow cC_{(aq)} + dD_{(aq)}$
• Si $xf < x_{\rm max} \Rightarrow$ la transformation est non totale
  $\rm \color{black}{aA + bB}$ $\quad \color{red}{\rightleftharpoons}\quad$ $\rm \color{black}{cC + dD}$

Le taux d’avancement final (à l’équilibre) est sans unité $\displaystyle\longrightarrow \tau = \frac{x_f}{x_{\rm max}} ^\nwarrow_\swarrow$ en mol.

• $0< \tau < 1 \Rightarrow$ transformation non totale.
• $\tau = 1 \Rightarrow$ transformation totale.

Évolution spontanée d’un système

Le quotient de réaction est une grandeur (sans unité) qui permet de connaître l’état d’avancement d’une réaction chimique. Le quotient d’une réaction $\rm \color{cornflowerblue}{aA + bB = cC + dD}$ est définit tel que :

$\color{cyan}{\boxed{\displaystyle \color{black}{Q_r = \rm \frac{[C]^c \cdot [D]^d}{[A]^a \cdot [B]^b}}}}$

Les concentrations $\rm \color{red}{[A]}$ sont en $\bf mol.L^{-1}$ et $\color{red}{Q_r}$ n’a pas d’unité.
Si $\rm \color{black}{X}$ est un solide ou de l’eau, on remplace par $\rm \color{black}{[X]}$ par 1.

Le quotient de réaction à l’état final Qrf est appelé constante d’équilibre de la réaction $\rm K$.
Chaque réaction à sa propre constante d’équilibre, notée $\bf\color{red}{K}$.

$\color{fuchsia}{\boxed{\displaystyle \color{black}{\mathrm K = Q_{r,\rm èq} = \rm \frac{[C]^c_{èq} \cdot [D]^d_{èq}}{[A]^a_{èq} \cdot [B]^b_{èq}}}}}$