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Dans la vie de tous les jours, l’équilibre décrit le sens de l’équilibre du corps. En chimie, l'équilibre chimique fait référence à un état dans lequel les concentrations de réactifs et de produits restent constantes dans le temps, même si les réactions directes et inverses continuent de se produire à des vitesses égales.

Loi de l'équilibre chimique

La loi de l'équilibre chimique, souvent exprimée via la constante d'équilibre (K), stipule que pour une réaction à température et pression constantes, le rapport des concentrations de produits aux concentrations de réactifs (chacune élevée à la puissance de leurs coefficients stoechiométriques) reste inchangé.

Concept d'équilibre chimique

Considérons une réaction réversible :

A + B <=> C + D

Au fur et à mesure que la réaction se déroule, les concentrations de C et D augmentent tandis que A et B diminuent. Finalement, les taux de réaction directe et inverse s’égalisent et les concentrations plafonnent. Cet équilibre dynamique est la marque de l'équilibre chimique.

Types d'équilibre chimique

Les équilibres peuvent être classés en :

• Homogène – les réactifs et les produits résident dans la même phase.
• Hétérogène – les réactifs et les produits occupent des phases différentes.

Conditions d'équilibre

Pour qu'un système atteigne l'équilibre, les conditions suivantes doivent être remplies :

• Toutes les propriétés mesurables (concentration, pression, couleur, etc.) restent constantes à une température fixe.
• Le système peut atteindre l'équilibre dans le sens avant ou arrière.
• Un catalyseur peut accélérer l'approche de l'équilibre mais ne modifie pas sa position.
• L'équilibre est intrinsèquement dynamique.

Facteurs qui modifient l'équilibre

Le principe de Le Chatelier prédit comment un système réagit aux perturbations :

• Changements de concentration – L’ajout de réactif fait avancer la réaction ; l'ajout d'un produit le fait reculer.
• Température – L’augmentation de la température favorise le sens endothermique; l'abaissement de la température favorise la direction exothermique.
• Pression – L'augmentation de la pression (la diminution du volume) déplace l'équilibre vers le côté avec moins de molécules de gaz.
• Catalyseurs – Accélérez les deux directions de manière égale, réduisant ainsi le temps nécessaire pour atteindre l'équilibre.
• Gaz inertes – A volume constant, ils n’ont aucun effet; à pression constante, ils peuvent influencer la pression totale.