Équilibre chimique dans les réactions chimiques

L'équilibre chimique est la condition qui se produit lorsque la concentration de réactifs et de produits participant à une réaction chimique ne présente aucun changement net au fil du temps. L'équilibre chimique peut également être appelé «réaction à l'état d'équilibre». Cela ne signifie pas que la réaction chimique a nécessairement cessé de se produire, mais que la consommation et la formation de substances ont atteint un état équilibré. Les quantités de réactifs et de produits ont atteint un ratio constant, mais elles ne sont presque jamais égales. Il peut y avoir beaucoup plus de produit ou beaucoup plus de réactif.

Équilibre dynamique

L'équilibre dynamique se produit lorsque la réaction chimique se poursuit, mais un certain nombre de produits et de réactifs restent constants. Ceci est un type d'équilibre chimique.

Écrire l'expression d'équilibre

le expression d'équilibre pour une réaction chimique peut être exprimée en termes de concentration des produits et réactifs. Seules les espèces chimiques dans les phases aqueuses et gazeuses sont incluses dans l'expression à l'équilibre car les concentrations de liquides et de solides ne changent pas. Pour la réaction chimique:

jA + kB → lC + mD

L'expression d'équilibre est

K = ([C]^l[RÉ]^m) / ([UNE]^j[B]^k)

K est la constante d'équilibre
[A], [B], [C], [D] etc. sont les concentrations molaires de A, B, C, D etc..
j, k, l, m, etc. sont des coefficients dans une équation chimique équilibrée

Facteurs qui affectent l'équilibre chimique

Considérons d'abord un facteur qui n'affecte pas l'équilibre: les substances pures. Si un liquide ou un solide pur est impliqué dans l'équilibre, il est considéré comme ayant une constante d'équilibre de 1 et est exclu de la constante d'équilibre. Par exemple, sauf dans les solutions hautement concentrées, l'eau pure est considérée comme ayant une activité de 1. Un autre exemple est le carbone solide, qui peut être formé par la réaction de deux molécules de monoxyde de carbone pour former du dioxyde de carbone et du carbone.

Les facteurs qui affectent l'équilibre comprennent:

• L'ajout de réactif ou de produit ou un changement de concentration affecte l'équilibre. L'ajout de réactif peut conduire à l'équilibre vers la droite dans une équation chimique, où davantage de produits se forment. L'ajout de produit peut conduire à l'équilibre vers la gauche, car plus de réactifs se forment.
• La modification de la température modifie l'équilibre. L'augmentation de la température déplace toujours l'équilibre chimique dans le sens de la réaction endothermique. La baisse de la température déplace toujours l'équilibre dans le sens de la réaction exothermique.
• La modification de la pression affecte l'équilibre. Par exemple, la diminution du volume d'un système à gaz augmente sa pression, ce qui augmente la concentration des réactifs et des produits. La réaction nette verra à abaisser la concentration des molécules de gaz.

Le principe de Le Chatelier peut être utilisé pour prédire le changement d'équilibre résultant de l'application d'une contrainte au système. Le principe de Le Chatelier stipule qu'un changement à un système en équilibre entraînera un changement prévisible de l'équilibre pour contrecarrer le changement. Par exemple, l'ajout de chaleur à un système favorise le sens de la réaction endothermique car cela réduira la quantité de chaleur.