La constante d'équilibre

La loi de l'action de masse introduit le constant d'équilibre pour relier les concentrations d'équilibre des réactifs et des produits. Pour une équation chimique équilibrée où A et B sont des réactifs, C et D sont des produits, et a, b, c et d minuscules, sont leurs coefficients stœchiométriques respectifs, l'expression constante d'équilibre est donnée par les concentrations molaires des produits divisés par les concentrations molaires des réactifs, tous élevés à leurs coefficients stœchiométriques. La constante d'équilibre est souvent exprimée par le symbole K ou Kc, où l'indice c indique la constante d'équilibre par rapport à la concentration molaire.

Étant un rapport de concentrations molaires, la constante d'équilibre est sans unitée. Une grande constante d'équilibre bien supérieure à 1 signifie que le numérateur, c'est-à-dire la concentration des produits, est supérieur au dénominateur, la concentration des réactifs. Cela indique que l'équilibre se situe vers les produits et favorise la réaction directe.

A l'inverse, une petite constante d'équilibre bien inférieure à 1 signifie que le dénominateur est supérieur au numérateur. Cela signifie que l'équilibre se situe vers les réactifs et favorise la réaction inverse. Pour une constante d'équilibre de grandeur égale ou proche à 1, les concentrations relatives des réactifs et des produits sont à peu près les mêmes.

Cela indique qu'aucune des deux réactions, directe ou inverse, n'est favorisée. Les modifications de l'équation chimique modifie également la constante d'équilibre. Si une réaction chimique avec une constante d'équilibre x est inversée, l'expression constante d'équilibre car la réaction inverse est la réciproque de la réaction directe.

Ainsi, la nouvelle constante d'équilibre serait 1 sur x. Si les coefficients sont multipliés par un autre facteur, n, la constante d'équilibre est élevé au même facteur. La nouvelle constante d'équilibre serait maintenant x élevé à la puissance n.

Lorsque deux ou plusieurs réactions individuelles sont additionnées, la constante d'équilibre de la réaction globale est le produit des constantes d'équilibre individuelles. Ainsi, la nouvelle constante d'équilibre serait y fois z. Pour un équilibre hétérogène, l'expression constante d'équilibre exclut les entités solides pures ou liquides pures.

Par exemple, l'expression constante d'équilibre pour la décomposition du nitrate d'ammonium solide en protoxyde d'azote gazeux et vapeur d'eau, à l'exclusion du nitrate d'ammonium un solide pur. C'est parce que la concentration molaire relative de solides ou liquides pures restent constantes pendant la réaction.