Constante d’équilibre \(K(T)\) en Physique-Chimie

Introduction

Lors d’une réaction chimique à l’équilibre, la composition du système ne change plus. La constante d’équilibre, notée \(K(T)\), permet de caractériser cet équilibre à une température donnée \(T\).

Définition de \(K(T)\)

Pour une réaction générale :

aA + bB \ 
ightleftharpoons \ cC + dD

la constante d’équilibre \(K(T)\) s’écrit :

\[ K(T) = rac{[C]^c [D]^d}{[A]^a [B]^b} \]

où \([X]\) représente la concentration molaire de la substance \(X\) à l’équilibre.

Caractéristiques de \(K(T)\)

• Elle dépend de la température \(T\).
• Elle informe sur l’avancement de la réaction à l’équilibre :
  - Si \(K(T) > 1\), la réaction favorise la formation des produits.
  - Si \(K(T) < 1\), la réaction favorise les réactifs.
• Elle est constante à une température donnée pour une réaction donnée.

\h2>Variation de \(K(T)\) avec la température

Selon le principe de Le Châtelier, une augmentation de la température modifie \(K(T)\). La relation entre \(K(T)\) et \(T\) peut être décrite par l’équation de Van ’t Hoff :

\[ \ln K(T) = - rac{\Delta H^\circ}{RT} + ext{constante} \]

où :

• \(\Delta H^\circ\) est l’enthalpie standard de réaction,
• R est la constante des gaz parfaits,
• T est la température absolue en Kelvin.

Conclusion

La constante d’équilibre \(K(T)\) est un outil clé en chimie pour comprendre comment une réaction évolue avec la température. Son étude permet d’anticiper l’équilibre dans diverses conditions expérimentales.