Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

17.9: Variation d'énergie libre pour les états non standard
TABLE DES
MATIÈRES

JoVE Core
Chemistry

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Free Energy Changes for Nonstandard States
 
TRANSCRIPTION

17.9: Variation d'énergie libre pour les états non standard

La variation d'énergie libre pour un processus qui se déroule en ayant des réactifs et des produits présents dans des conditions non standard (pressions autres que 1 bar ; concentrations autres que 1 M) est liée à la variation d'énergie libre standard selon cette équation :

 Eq1

R est la constante des gaz (8,314 J/K183;mol), T est la température absolue en Kelvin et Q est le quotient réactionnel. Cette équation peut être utilisée pour prévoir la spontanéité d'un processus dans n'importe quel ensemble donné de conditions.

Quotient réactionnel (Q)

L'évolution d'une réaction réversible est estimée en évaluant son quotient réactionnel, Q. Pour une réaction réversible décrite par

 Eq1

le quotient réactionnel est déduit directement de la stœchiométrie de l'équation équilibrée comme

 Eq1

où l'indice c indique l'utilisation de concentrations molaires dans l'expression. Le quotient de réaction basé sur la concentration, Qc, est utilisé pour les équilibres en phase condensée. Si les réactifs et les produits sont gazeux, un quotient réactionnel peut être déduit de la même façon en utilisant des pressions partielles :

 Eq1

Dans des conditions standard, les concentrations du réactif et du produit de la solution sont de 1 M, ou la pression des gaz est de 1 bar, et Q est égal à 1. Par conséquent, dans des conditions standard

 Eq1

Dans des conditions non standard, Q doit être calculé.

La valeur numérique de Q varie au fur et à mesure qu’une réaction progresse vers l’équilibre ; elle peut donc servir d’indicateur utile de l’évolution de la réaction. Pour illustrer ce point, examinez l'oxydation du dioxyde de soufre :

 Eq1

Vous allez envisager deux scénarios expérimentaux différents, l'un dans lequel cette réaction est initiée avec un mélange de réactifs seulement, SO2 et O2, et l'autre qui commence avec juste le produit, SO3. Pour la réaction qui commence avec un mélange de réactifs uniquement, Q est initialement égal à zéro :

 Eq1

À mesure que la réaction progresse vers l'équilibre dans le sens direct, les concentrations en réactifs diminuent (tout comme le dénominateur de Qc), la concentration du produit augmente (tout comme le numérateur de Qc) et par conséquent, le quotient réactionnel augmente. Lorsque l'équilibre est atteint, les concentrations en réactifs et en produits restent constantes, tout comme la valeur de Qc.

Si la réaction commence avec uniquement le produit présent, la valeur de Qc est initialement indéfinie (infiniment grande ou infinie) :

 Eq1

Dans ce cas, la réaction se poursuit vers l'équilibre dans le sens inverse. La concentration du produit et le numérateur de Qc diminuent avec le temps, les concentrations en réactifs et le dénominateur de Qc augmentent, et le quotient réactionnel diminue par conséquent jusqu'à ce qu'il devienne constant à l'équilibre.

Ce texte est adapté de Openstax, Chimie 2e, Chapitre 16.4 : Énergie libre et Openstax, Chimie 2e, Chapitre 13.2 : Constantes d'équilibre.

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter