Constante d'équilibre, affinité chimique

Nous allons définir dans ce chapitre la grandeur essentielle associée à toute transformation chimique : la constante d'équilibre (\(K\)).

La constante d'équilibre K

Pour une réaction quelconque \(\displaystyle{\sum_i} \nu_i \textrm X_i = 0\) [1] , l'état d'équilibre[2] correspond à \(\Delta_\textrm rG = 0\) .

En appliquant la relation \(\Delta_\textrm rG = \Delta_\textrm rG^{\circ} + R.T \ln ( Q )\) dans laquelle \(Q\) est le quotient réactionnel[3] de la réaction, l'état d'équilibre est atteint lorsque :

\(\Delta_\textrm rG = 0 = \Delta_\textrm rG^{\circ} + R.T \ln ( Q_\textrm{équil} ).\)

Il vient donc à l'état d'équilibre : \(\mathbf{\Delta_\textrm rG^{\circ} = - R.T \ln (Q_\textrm{équil} )}\)

\(\Delta_\textrm rG^{\circ}\) est une constante à une température donnée, ce qui est également le cas de \(R\) [4] et \(T\) [5] ; On constate donc qu'à une température donnée \(\mathbf{Q_\textrm{équil}}\) est une constante. On appelle \(\mathbf K\) cette constante et on lui donne le nom de constante d'équilibre ou constante de réaction.

A toute réaction est associée une constante d'équilibre, elle même reliée à l'enthalpie libre standard de réaction par la relation :

\(\mathbf{\Delta_\textrm rG^{\circ} = - R.T \ln (K)}\)

Affinité chimique

L'affinité chimique \(A\) est une mesure de la tendance d'un système à évoluer vers un état final ; de façon à avoir une valeur positive lorsque l'évolution d'un système correspond à un avancement de réaction positif, elle prend la valeur de la variation d'enthalpie libre de réaction changée de signe ,

\(\mathbf{A = - \Delta_\textrm rG.}\)