Accueil▸Chimie & Matériaux▸Équilibre chimique — Énergie libre, quotient de réaction & Le Chatelier

⚖️ Équilibre chimique — Énergie libre, quotient de réaction & Le Chatelier

Simulateur d'équilibre chimique interactif. Ajustez ΔH°, ΔS°, la température et les concentrations. Observez la courbe G(Q), suivez le quotient de réaction, animez les concentrations ICE, et explorez le graphique de van't Hoff.

Chimie & Matériaux3DFacile60 FPS

À propos de cette simulation

Cette simulation modélise une réaction réversible générale aA + bB ⇌ cC + dD et vous permet d'observer l'équilibre chimique émerger de la thermodynamique plutôt que de simplement recevoir une valeur de K. Réglez ΔH°, ΔS°, la température et les concentrations initiales, et voyez la courbe d'énergie libre en fonction du quotient de réaction G(Q), le tableau de concentration ICE (Initial-Change-Équilibre), un graphique de van't Hoff, et les déplacements de Le Chatelier en direct se mettre à jour ensemble.

🔬 Ce que ça montre

ΔG° = ΔH° − TΔS° fixe le changement d'énergie libre standard, ce qui fixe K = exp(−ΔG°/RT). L'onglet G(Q) trace l'énergie libre en fonction du quotient de réaction Q, avec le minimum situé exactement à Q = K — le point d'équilibre. L'onglet van't Hoff trace ln K en fonction de 1/T, et le tableau ICE suit comment les concentrations initiales [A]₀, [B]₀ évoluent vers leurs valeurs d'équilibre via l'avancement de réaction ξ.

🎮 Comment l'utiliser

Faites glisser ΔH° et ΔS° pour changer la thermodynamique de la réaction, T pour changer la température, et les coefficients stœchiométriques a, b, c, d pour changer la forme équilibrée de la réaction. Ajustez [A]₀ et [B]₀ pour définir les concentrations initiales. Basculez entre les onglets G(Q) et van't Hoff pour voir le même équilibre sous deux angles différents.

💡 Le saviez-vous ?

La constante d'équilibre K n'est pas juste un nombre empirique — c'est mathématiquement le quotient Q exact auquel la courbe d'énergie libre G(Q) atteint son minimum. C'est pourquoi une réaction se stabilise toujours vers K quel que soit le côté d'où elle part : tout Q éloigné de K se trouve sur une pente de la courbe G(Q), et le système roule vers le bas jusqu'à ce que Q = K.

Questions fréquemment posées

Qu'est-ce qui détermine si K est plus grand ou plus petit que 1 ?

K = exp(−ΔG°/RT). Un ΔG° négatif (réaction directe spontanée) donne K > 1, favorisant les produits à l'équilibre ; un ΔG° positif donne K < 1, favorisant les réactifs. Puisque ΔG° = ΔH° − TΔS°, l'enthalpie, l'entropie et la température déterminent conjointement quel côté l'emporte.

Pourquoi la courbe G(Q) a-t-elle un minimum, et pourquoi se situe-t-il à Q = K ?

L'énergie libre en fonction de Q combine le terme ΔG° fixe avec un terme d'entropie de mélange (RT ln Q) qui diverge à la fois à Q→0 et Q→∞, garantissant un minimum intérieur. Poser la dérivée dG/dQ égale à zéro et résoudre reproduit exactement ΔG° + RT ln K = 0, c'est-à-dire que le minimum est le point d'équilibre par construction.

Comment le graphique de van't Hoff relie-t-il ln K à la température ?

L'équation de van't Hoff ln K = −ΔH°/(RT) + ΔS°/R prédit une ligne droite lorsque ln K est tracé en fonction de 1/T, avec une pente −ΔH°/R et une ordonnée à l'origine ΔS°/R. C'est exactement ainsi que ΔH° et ΔS° sont mesurés expérimentalement : on fait fonctionner la réaction à plusieurs températures, on trace ln K en fonction de 1/T, et on lit la pente et l'ordonnée à l'origine.

Que représentent le tableau ICE et l'avancement de réaction ξ ?

ICE signifie Initial, Change, Équilibre — une méthode de comptabilité où la concentration de chaque espèce change de son coefficient stœchiométrique multiplié par un unique avancement de réaction ξ. Résoudre le ξ qui satisfait K = Q à l'équilibre donne la concentration d'équilibre de chaque espèce en une seule étape, ce qui est exactement ce que le tableau ICE de la simulation affiche en direct.

Comment le principe de Le Chatelier se manifeste-t-il dans cette simulation ?

Changer [A]₀ ou [B]₀ déplace Q loin de K, et la simulation recalcule immédiatement ξ pour que le système revienne vers K — consommant visiblement l'espèce ajoutée et formant davantage de l'autre côté, ou vice versa. C'est le principe de Le Chatelier rendu calculable plutôt qu'une simple règle qualitative.

⚙ Sous le capot

Ajustez ΔH°, ΔS°, T et les concentrations. Observez la courbe G(Q), les concentrations ICE, le graphique de van't Hoff et les déplacements de Le Chatelier en temps réel.

équilibre chimiqueprincipe de Le Chatelierquotient de réactionénergie libre de Gibbsvan't Hofftableau ICEthermodynamique

3D · Moteur de rendu Three.js / WebGL · Cible 60 FPS · fonctionne entièrement côté client, sans installation