Gitanilla

Filières SV1-STU1
Module Chimie1/Physique1

Cours de thermochimie et
Cours
équilibres chimiques

Année 2011 - 2012

CHAPITRE IV
CHAPITRE
EQUILIBRES CHIMIQUES
EQUILIBRES
CRITÈRES D’ÉVOLUTION D’UNE
TRANSFORMATION CHIMIQUE

Variation d’enthalpie libre en fonction des
Variation
pressions partielles lors d’une réaction
chimique effectuée entre gaz parfaits
aA + bB

Soit laréaction :
→
cC + dD

T= cte

La variation d’enthalpie libre lors de la réaction est:
ΔGT = ΔGT(produit) – ΔGT(réactifs)
Loi de Hess
Il est alors possible de démontrer que :

ΔGT = ΔG°T + RT Ln

d
Pc.PD
C
PAa.PBb

Loi d’action de masse
L’évolution spontanée d’une réaction
entre gaz parfaits s’arrête lorsque l’état
d’équilibre est atteint :

aA + bB

cC + dD

A l’équilibre: ΔGT= 0

Loi d’action de masse
aA + bB

cC + dD

ΔG°T = -RTLnKp(T)
d
Pc.PD
C
PAa.PBb

= exp (
exp

−ΔG°(T)
) = Kp(T)
RT

Kp est la constante de l’équilibre. Elle est

fonction uniquement de la température

Loi d’action de masse relative
aux concentrations
aA + bB

cC + dD

d
Pc.PD
C
a
le rapport PA .Pb peut s’exprimer en fonction
B

des concentrations àl’équilibre
[A] =

nA
VTotal

(en mole/l)

PA Vt = nA.RT

Loi d’action de masse relative
aux concentrations
aA + bB

cC + dD

nA RT = [A].RT
Vt

PA =
Kp =

[C ]c .[ D]d
a

b

[ A] .[ B]

( RT ) Δn

Avec : Δn = (c+d)-(a+b)

[C ]c .[ D]d
a

b

[ A] .[ B ]

= K p (T )( RT ) − Δn = K c (T )

Loi d’action de masse relative
aux fractions molaires Xi
n
Xi = i
N

ni
P= P = Xi P
i
N
c
d
X C . X D Δn
Kp = a b P
X A.X B

c
d
X C .X D
K x ( P , T ) = a b = K p P − Δn
X A.X B

Loi du déplacement de l’équilibre :
Loi
loi de LECHATELIER
Elle permet de prévoir le sens dans lequel
évolue un système chimique en équilibre
lorsqu’on modifie une de ses variables
d’état :
température,
temp
pression,
pression,
composition.
composition.

Loi dudéplacement de l’équilibre :
loi de LE CHATELIER

Énoncé
« Toute modification d’un facteur de
l’équilibre, entraîne un déplacement de
cet équilibre dans le sens qui s’oppose
à cette modification »

Influence de la température sur les
Influence
déplacements de l’équilibre
D’après la loi de Le Chatelier : si on chauffe,
l’équilibre se déplace dans le sens de la réaction
endothermiqueet si on refroidit par contre, c’est
la réaction exothermique qui a lieu.

dLnK p
dT

=

ΔH °T
RT 2

loi de Van’t Hoff

Influence de la température sur les
déplacements de l’équilibre
dLnK p
dT
Si ΔH°T > 0

=

ΔH °T
RT 2

(réaction endothermique)

⇒ LnKp et Kp

⇒

si T

Si Si ΔH°T < 0 (réaction exothermique) ⇒

⇒ LnKp et Kp

si T

dLnK p
dT
dLnK p
dT

〉0〈0

Influence de la température sur les
déplacements de l’équilibre
Conclusion :
Conclusion
Une
augmentation
de
température
favorise une réaction d’équilibre dans le
sens où elle est endothermique.
endothermique
Une diminution de température favorise
une réaction d’équilibre dans le sens où
elle est exothermique.
exothermique

Influence de la température sur les
déplacementsde l’équilibre
Exemple 1
La synthèse de l’ammoniac :
N2 (g) + 3 H2(g)

2
1

2NH3 (g)
2NH

Δ rH°298 = -90 kJ.mole-1

Si on augmente la température, l’équilibre évolue
dans le sens où la réaction est endothermique
⇓
Sens 2

Influence de la température sur les
déplacements de l’équilibre
Exemple 2
Exemple
La combustion du benzène liquide :
C6H6(l) + O2(g)

2

1

6CO2(g)+ 3H2O(l)
6CO

∆rH°298 = -780,98 kcal/mole
Si on diminue la température, l’équilibre évolue
dans le sens 1 :
⇓
Sens de la réaction exothermique

Influence de la pression totale sur les
déplacements de l’équilibre
aA + bB

Soit la réaction :
Kx(T,P)=

c
d
X C.X D
a
b
X A.X B

A température
constante, on
aura :

Si Δn = 0 ⇒

cC + dD

= Kp(T).P-Δn

dLnK x
Δn...