^{Equilibre chimique - constante d'équilibre}

• Définition
• Déplacement de l'équilibre
• Application: changements d'états
• Application: osmose
• Application: le phare halogène
• Raisons de l'existence d'un équilibre*
• Constante d'équilibre*
• Equilibre hétérogène, produit de solubilité*
• Exercices*

Reprenons la réaction précédente :

On a constaté en faisant de nombreuses expériences que :

V₁ = k₁ [H₂] [I₂]     et        V₂ = k₂ [HI]²                k₁ et k₂ étant les constantes de vitesse.

À l'équilibre on a V₁ = V₂ donc :

k1 · [H2] · [I2] = k2 · [HI]2          d'où l'on tire :

Cela signifie que lorsque l'état d'équilibre est atteint il y a un rapport constant entre [HI]² et [H₂] [I₂] . Cette constante K est la constante d'équilibre pour cette réaction, valable à une température donnée.

On peut généraliser ce résultat à toute réaction réversible :

aA   +   bB         cC   +  dD

et on a

a, b, c, d sont les coefficients stoechiométriques

C'est la loi d'action de masse ou loi de Guldberg et Waage.

La constante d'équilibre K peut prendre des valeurs très diverses. Ces valeurs permettent de prédire dans quel sens sera déplacé l'équilibre.

Exemples :

• NaCl       Na⁺ + Cl^-             K = 10¹⁰ à 25°C
  
  Cela signifie qu'il n'y a pratiquement pas de NaCl non dissocié. La réaction est complètement déplacée vers la droite.

• 2H₂O       2 H₂ + O₂             K = 10^-10 à 1727°C
  
  La réaction est ici complètement déplacée vers la gauche.

• H₂ + I₂       2 HI                     K = 45,9 à 490 °C
  
  Ici toutes les molécules existent car on ne peut pas négliger le numérateur ou le dénominateur.

Exercice 1 : Donner l’expression de la constante d’équilibre pour les réactions suivantes.
a) N₂ (g) + 3 H₂ (g)     2 NH₃ (g)
b) CO (g) + NO ₂ (g)     CO₂ (g) + NO (g)
c) 4 NH₃ (g) + 5 O₂ (g)    4 NO (g) + 6 H₂ O (g)
d) 2 O₃ (g)    3 O₂ (g)
e) A (g) + 2 B (g) + 3 C (g)     4 D (g)     

Exercice 2 : CH₃COOH     CH₃COO^- + H⁺             K = 1,8 · 10^-5 (25°C)
a) Déterminer la concentration de chaque ion en sachant que la concentration de CH₃COOH est de 2M à l'équilibre.
b) On a mis 20 grammes d'acide acétique dans un récipient et on a complété à un litre avec de l'eau. Déterminer la concentration de chaque espèce.