Equilibre chimique

[Luka0208]

Bonsoir
Aujourd'hui j'ai etudier les echanges d'energie et l'equilibre des reactions chimiques mais je me pose trois questions :

1- on a vu que ΔrG°=-RT lnK
Avec K la constante d'équilibre

Il me semble que cette relation decoule du fait qu'a l'equilibre : ΔrG=0=ΔrG°+RT lnK

Donc cette relation ne peut etre qu utiliser uniquement quand on est a l'équilibre ?

2- le prof a dit que "plus l'equilibre est deplacé vers la droite plus la reaction evolue spontanement dans le sens direct jusque l'equilibre"

Mais que veut dire precisement "plus l'equilibre est déplacé a droite" ? A droite de quoi ?

3- enfin, pour etudier le sens spontané vers l equilibre de la reaction, le prof a dit que l'on verifie si K est inferieur ou superieur a 1
Ou alors si le quotient de réaction Г est inferieur ou superieur a cas

Dans quels cas peut on utiliser quelle methode

Merci bcp de votre lecture et par avance de votre aide meme si ces questions sont peut etre betes
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[Luka0208]

*"Γ inferieur ou superieur à K"

[Duke Alchemist]

Bonjour.

Ce document (à partir du III. notamment) te permet-il de mieux saisir ?

Cordialement,
Duke.

[jeanne08]

Quelques réponses en complément du document indiqué au post#3

- la constante d'équilibre K d'un équilibre est caractéristique de la réaction : quand la réaction considérée atteint l'équilibre K est vérifiée. Pour un couple acide/base on donne pKa caractéristique du couple acide/base et verifié quand on a un équilibre avec ce couple
- cette constante d'équilibre est associée à l'enthalpie libre réactionnelle standard deltarG° par la relation deltarG°(T) = - RT Ln K . Les tables de thermochimie récapitulent les deltafH°, S° , Cp° ... d'un grand nombre de composés et permettent de calculer la constante K. L'enthalpie réactionnelle standard est une caractéristique d'une réaction chimique qu'elle soit à l'équilibre ou non.
- quand la constante d'un équilibre est petite on peut, en général, conclure que la réaction se fait mal de la gauche vers la droite. si la constante est grande alors la réaction se fait bien dans le sens gauche -> droite. Ces affirmations sont souvent vraies ... sauf dans certains cas( par exemple pour des réactions avec des solides ... )
- le quotient de réaction Q permet de prévoir le sens d'évolution d'une réaction écrite ( possible dans les deux sens donc qui aboutira à un équilibre): si Q<K sens gauche-> droite sinon sens droite-> gauche. Si Q =K on a l'équilibre et dans les conditions de l'équilibre ( les activités ne sont pas n'importe comment ) deltarG = 0

[A voir en vidéo sur Futura]

[Luka0208]

D'accord pour mes deux premieres questions, merci bcp
Cependant un doute subsiste en ce qui concerne ma derniere question.

Ai je bien compris :
Pour savoir si la reaction s'effectue de droite a gauche ou inversement on doit dans tous les cas comparer K et Qr, ce qui revient a comparer Qr/K par rapport a 1 et, comme ΔrG=RTln(Qr/K), cela revient a etudier le signe de ΔrG
Et comme dans les conditions STANDARDS, ΔrG=ΔrG°=-RTlnK, etudier le sens spontané de reaction revient a comparer K a 1

Merci d'avance

[jeanne08]

Effectivement le signe de deltarG permet de connaitre le sens d'évolution chimique d'un système ( à T et P fixées) : deltarG<0 sens gauche-> droite, ce qui revient bien à Qr<K
Si tout est standard on a bien deltarG = deltarG° mais on n'est rarement à l'équilibre si tout est standard !
Attention on ne confond pas deltarG ( qui dépend de T,P et des activités) et deltarG° qui est une grandeur tabulée associée à une réaction en général fictive.Je dis bien " en général" car il y a, bien entendu, des exceptions...
ex : 4 FeO solide = Fe3O4 solide + Fe solide. Cette réaction a un deltarG° = deltarH° - T deltarS° qui prend différentes valeurs selon la température ( donc K prend différentes valeurs selon T car deltarG° = - RT Ln K ). Mais comme les solides sont dans leur état standard le quotient de réaction vaut toujours 1. Ce qui veut dire que en général cet équilibre n'est pas possible sauf à une température bien précise ( celle pour laquelle deltarG° = 0 , celle pour laquelle K = 1 et alors Qr = K )

[Luka0208]

D'accord j'ai compris merci bcp !

[Luka0208]

Bonjour, je me tourne de nouveau vers vous car ma prof m a posé un doute alors que j'avais, me semble t il comprid :
La relation ΔrG°=-RT*K est elle toujours vraie et utilisable ou uniquement dans le cas ou la reaction est a l'equilibre
Je ne comprends pas pourquoi elle ne serait pas tout le temps vraie
De meme pour la relation ΔrG=RTln(Q/K) qui découle directement de la premiere

ps: dans le poly de Duke Alchemist ils semblaient confirmer que ces relations soient toujours vraies mais d'apres ma prof non

Merci

[jeanne08]

Tu as tout à fait raison : les relations deltarG° = - RT Ln K et deltarG = RT Ln (Q/K) sont toujours vraies
Quand la réaction est à l'équilibre ( ce qui veut dire que les activités ne sont pas n'importe quoi ) on a K qui est verifiée ( donc Q = K ) et deltarG = 0
Je te rappelle que deltarG° est une grandeur associée à une réaction en général fictive ... cette grandeur permet de faire des calculs qui vont tenir compte de la réalité .

[Luka0208]

Oui c'est bien ce que je disais

Ma prof m'a dit que a l'équilibre ΔrG=ΔrG°+RTln(K)=0 et que du coup ΔrG°=-RTln(K)
et d'apres elle, la premiere equation n'etant valable qu a l'équilibre, la seconde n'est vrai elle aussi qu a l'equilibre

Moi je pense que ΔrG°=-RTlnK est plus une sorte de definition, pour moi il n y a pas de raison que ΔrG° change d expression si la reaction est a l equilibre ou non alors qu il s'agit d'une information concernant une reaction donnee dans des conditions precises
La prof a du se tromper

[jeanne08]

Tu as très bien compris ... ta prof s'est un peu trompée. C'est vrai que deltarG = 0 à l'équilibre mais on n'a pas, en général, deltarG = deltarG° + RT Ln K mais la relation toujours valable est deltarG= deltarG° +RTLN Q = RT Ln Q/K ( après avoir remplacé deltarG° par - RTLn K )
La thermo est une science très compliquée , qui demande beaucoup de pratique et de rigueur mais passionnante.

[Luka0208]

D'accord merci beaucoup de votre aide !!