Avancement x d’une réaction chimique

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Soit la réaction de synthèse de l’ammoniac :

N₂ + 3 H₂ = 2 NH₃

On peut comparer les quantités de matière à l’état initial et l’état d’équilibre de différentes façons. Le tableau suivant illustre trois possibilités :

	N2	+	3 H2	=	2 NH3
EI	n1		n2		0
EE*	n1 (1- a1)		n2 (1 - 3a1)		2 n1 a1
EE**	n1 (1- a2 / 3)		n2 (1 - a2)		2 n2 a2 / 3
EE***	n1 - xéq		n2 - 3xéq		2xéq

 

* :	a1 est défini par rapport à n1.
** :	a2 est défini par rapport à n2. On pourrait aussi définir un coefficient de dissociation a 3 défini par rapport à NH3.
*** :	la grandeur xéq est l'avancement de la réaction à l'équilibre.

L’avancement x est donc une grandeur de réaction molaire contrairement à a , le coefficient de dissociation, qui est une grandeur sans dimension. L’avancement est défini par :

x = ( n_i - n_i°) / n_i ; x en mol

Ou encore :

n_i = n_i° + n_i . x   [mol]

Sous forme différentielle, le degré d’avancement s’exprime par :

dn_i = n_i . dx ou encore dx = dn_i / n_i

Interprétation du signe de x

• si x > 0, la quantité de matière en produit augmente, la réaction est déplacée dans le sens 1 (® ),
• si x < 0, la quantité de matière en réactif diminue, la réaction est déplacée dans le sens 2 (¬ ).

Remarque. x est une grandeur qui varie tout au long de la réaction, entre t = 0 de l’état initial et t = t_final de l’état d’équilibre.

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