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L'équilibre chimique: Approche quantitative

Entre le dioxyde d'azote ($NO_2$ gaz brun ) et le tétroxyde de diazote $(N_2O_4$ gaz incolore ) se déroulent les réactions: $N_2O_4$ $\longrightarrow$ $ 2NO_2 (1)$ $N_2O_4$ $\longleftarrow$ $ 2NO_2 (2)$ Supposons qu'à une température donnée, il soit possible de partir de $N_2O_4$ pur. Appliquons la loi des vitesses: Au début, on aurait uniquement la réaction (1) de vitesse: $v_1$ $=$ $k_1[N_2O_4]$ Au fur et à mesure que $N_2O_4$ disparaît et que $NO_2$ se forme, la réaction (2) de vitesse $v_2$=$k_2[NO_2]^2$ de nulle au début devient plus grande parce que $[NO_2]$ augmente, alors que celle de la réaction (1) devient plus petite parce que $[N_2O_4]$ diminue. Il arrive forcément le moment où les deux vitesses sont égales! Bientôt, il s'établit un équilibre: $NO_2$ disparaît aussi vite par la réaction (2) qu'il ne se forme par la réaction (1) et on a: $v_1$ $=$ $v_2$ $k_1[N_2O_4]$ $=$ $k_2[NO_2]^2$ $\frac{[NO_2]^2}{[N_2O_4]}$ $=$ $\frac{ k_1}{ k_2}$ $\frac{[NO_2]^2}{[N_2O_4]}$ = $K_c$ Comme $k_1$ et $k_2$ sont des constantes de vitesse dépendant de la température, $K_c=\frac{ k_1}{ k_2}$ est une constante dépendant de la température!

L'équilibre: $N_2O_4$ $\rightleftarrows$ $2NO_2$ obéit à la loi: $K_c$ $=$ $\frac{[NO_2]^2}{[N_2O_4]}$ $K_c$ est la constante d'équilibre. $K_c$ dépend uniquement de la température.