Concepts fondamentaux

Notion d’activité


L'activité est une notion introduite par G.N. Lewis. Elle permet de généraliser l'expression des constantes d'équilibre en ramenant la participation de chaque constituant du système à son activité.


Une constante de réaction s'exprime par :

K = Õ i ai ni.

Où i est le ième constituant du système et ni le nombre stœchiométrique algébrique.


L'activité est une constante non-dimensionnée exprimée, en première approximation par :

  • Pour un solide, un solvant, et de façon générale un corps pur : ai = 1.
  • Pour un électrolyte : ai = ci / c° = ci, avec c° = 1 mol / L
  • Pour un gaz : ai = Pi / P° = Pi, avec P° = 1 bar si Pi est exprimé en bar.

Il se peut que pour un électrolyte, l'expression en fonction des concentrations soit une trop grande approximation (ce qui est le cas dans des solutions où les concentrations sont trop fortes C > 0,05 M). On doit alors apporter un terme correctif :

ai = gi,c . ci / c°

gi,c est le coefficient d'activité relatif aux concentrations. Ce coefficient est calculable en solution aqueuse par le modèle de Debye-Hückel.

Le même raisonnement se tient pour les gaz où un terme correctif doit être apporté aux trop fortes pressions où lorsqu'il se produit des interactions non-négligeables entre les molécules de gaz :

ai = fi . Pi / P°

fi est le coefficient de fugacité, et où l'on appelle fugacité, la"pression corrigée" : fi = fi .Pi .

L'existence de l'activité provient de l'expression des potentiels chimiques.

 


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