Loi de Van't Hoff


Loi de Van't Hoff

Déplacement d'équilibre

Dans de nombreuses synthèses chimiques, l'un des principaux buts est d'améliorer le rendement. Lorsque ces synthèses sont des équilibres, comme par exemple dans le cadre de l'estérification, on cherche à déplacer ces équilibres de manière à augmenter le rendement. Ici sont réunies les principales lois qui régissent ces déplacements d'équilibres.

Sommaire

Définitions

Soit un système physico-chimique dans un état d'équilibre. Si on lui impose une variation d'un seul paramètre intensif, il y a en général évolution vers un nouvel état d'équilibre.

  • Si l'état final est un état d'équilibre du même système physico-chimique que l'état initial (même espèces chimiques, dans le même état physique), on parle de déplacement d'équilibre.
  • Si l'état final est un état d'équilibre d'un système physico-chimique différent, on parle de rupture d'équilibre.

Loi générale de modération : Principe de Le Chatelier

Le principe de Le Chatelier, ou loi générale de modération, déduite d'observations expérimentales, a été énoncé par Henry Le Chatelier en 1884. Ce principe est applicable dans le cadre d'un déplacement d'équilibre, et non pas d'une rupture d'équilibre.

Énoncé :

« Lorsque les modifications extérieures apportées à un système physico-chimique en équilibre provoquent une évolution vers un nouvel état d'équilibre, l'évolution s'oppose aux perturbations qui l'ont engendrée et en modère l'effet. »

Ce genre de principe existe aussi en électromagnétisme, dans le domaine de l'induction connu sous le nom de loi de Lenz.

Autres formulations:

  • Un système thermodynamique en équilibre soumis à une perturbation (introduction d'un nouveau constituant, variation de la pression, variation de la température, etc) tend à s'opposer à cette perturbation, le déplacement de l'équilibre tendant à restituer les conditions initiales.
  • Si un système chimique à l’équilibre est soumis à une modification de certains paramètres ayant pour effet de perturber cet équilibre, ledit système évolue dans la direction qui contrecarre la modification imposée, de manière à se réajuster à un nouvel état d’équilibre caractérisé par la même valeur de constante thermodynamique.

Ce principe se déduit de la loi d'action de masse et de la loi de van 't Hoff.

Influence de la température : Loi expérimentale de Van't Hoff

On se place à volume ou à pression constant, en système fermé.

Énoncé

« Une élévation de température appliquée à un système fermé en équilibre et maintenu à pression ou à volume constant entraîne un déplacement voire une rupture d'équilibre dans le sens de la réaction qui, à température et pression ou volume constants, est endothermique. »

En pratique

Si un système fermé en équilibre subit une élévation de température, une réaction chimique endothermique verra sa réaction directe favorisée et une réaction chimique exothermique verra sa réaction inverse favorisée. Il s'agit d'une particularisation du principe de Le Chatelier.

Exemple

Soit l'équation chimique de combustion de l'éthanol :

CH3CH2OH(l) + 3 O2(g) → 2 CO2(g) + 3 H2O(g)

Si la température augmente, l'équilibre chimique va être déplacé dans le sens de la réaction endothermique. Comme une réaction de combustion est toujours exothermique, l'équilibre chimique sera déplacé vers la gauche, donc vers O2 et CH3CH2OH. La constante d'équilibre de la réaction va diminuer et le système va s'adapter à cette nouvelle valeur.

Démonstrations

Un système subit une variation de température dT (dT > 0 : le système est chauffé)



Influence de la pression : Loi expérimentale de Le Chatelier

La réaction s'effectue à température constante dans une enceinte fermée.

Énoncé

« Une augmentation de pression appliquée à un système fermé en équilibre et maintenu à température constante provoque un déplacement d'équilibre, voire une rupture d'équilibre dans le sens pour lequel la réaction s'accompagne, à température et pression constantes, d'une diminution de volume. »

En pratique

Si la pression s'élève, un équilibre chimique qui présente des gaz dans ses produits ou réactifs verra la réaction qui consomme le plus de gaz (et donc en produit le moins) favorisée. L'équilibre va évoluer dans le sens de la diminution des phases gazeuses (si elles existent). Il s'agit encore d'une particularisation du principe de Le Chatelier.

Exemples


Articles connexes

Lien externe

  • (histoire des sciences) Le principe de Le Chatelier (1884), texte en ligne et commenté sur le site BibNum.
  • Portail de la chimie Portail de la chimie
Ce document provient de « D%C3%A9placement d%27%C3%A9quilibre#Influence de la temp.C3.A9rature : Loi exp.C3.A9rimentale de Van.27t Hoff ».

Wikimedia Foundation. 2010.

Contenu soumis à la licence CC-BY-SA. Source : Article Loi de Van't Hoff de Wikipédia en français (auteurs)

Regardez d'autres dictionnaires:

  • loi de Van’t Hoff — van’t Hofo dėsnis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Van’t Hoff law vok. Van’t Hoffsche Regel, f; Van’t Hoffsches Gesetz, m rus. закон Вант Гоффа, m; правило Вант Гоффа, m pranc. loi de Van’t Hoff, f …   Fizikos terminų žodynas

  • Loi de van 't Hoff — Déplacement d équilibre Dans de nombreuses synthèses chimiques, l un des principaux buts est d améliorer le rendement. Lorsque ces synthèses sont des équilibres, comme par exemple dans le cadre de l estérification, on cherche à déplacer ces… …   Wikipédia en Français

  • Van’t Hoff law — van’t Hofo dėsnis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Van’t Hoff law vok. Van’t Hoffsche Regel, f; Van’t Hoffsches Gesetz, m rus. закон Вант Гоффа, m; правило Вант Гоффа, m pranc. loi de Van’t Hoff, f …   Fizikos terminų žodynas

  • Loi expérimentale de Van't Hoff — Déplacement d équilibre Dans de nombreuses synthèses chimiques, l un des principaux buts est d améliorer le rendement. Lorsque ces synthèses sont des équilibres, comme par exemple dans le cadre de l estérification, on cherche à déplacer ces… …   Wikipédia en Français

  • Van't hoff — Jacobus Henricus van t Hoff Jacobus Henricus van t Hoff Portait de Jacobus Henricus van ’t Hoff Naissance 30 août 1852 () Décès …   Wikipédia en Français

  • Van t hoff — Jacobus Henricus van t Hoff Jacobus Henricus van t Hoff Portait de Jacobus Henricus van ’t Hoff Naissance 30 août 1852 () Décès …   Wikipédia en Français

  • Jacobus H. van't Hoff — Jacobus Henricus van t Hoff Jacobus Henricus van t Hoff Portait de Jacobus Henricus van ’t Hoff Naissance 30 août 1852 () Décès …   Wikipédia en Français

  • Jacobus Henricus Van 't Hoff — Portrait de Jacobus Henricus Van ’t Hoff Naissance 30 août 1852 Rotterdam (Pays Bas) Décès 1er mars 19 …   Wikipédia en Français

  • Jacobus Henricus van't Hoff — Portait de Jacobus Henricus van ’t Hoff Naissance 30 août 1852 () Décès …   Wikipédia en Français

  • Jacobus Henricus van 't Hoff — Portait de Jacobus Henricus van ’t Hoff Naissance 30 août 1852 () Décès …   Wikipédia en Français


Share the article and excerpts

Direct link
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.