Qu'est-ce que l'équilibre chimique?
L'équilibre chimique désigne un rapport stable entre les réactifs et les produits dans une réaction chimique réversible. Dans une réaction réversible, les réactifs ne se transforment pas complètement en produits; au lieu de cela, ils cesseront lentement de réagir dès que l'équilibre chimique sera atteint. La vitesse d'une réaction dépend de nombreux facteurs, notamment la température, la phase de la matière et la présence d'un catalyseur. De nombreuses réactions nécessitent un apport initial d’énergie pour commencer à réagir.
Plus fondamentalement, une réaction chimique est l'établissement ou la rupture de liaisons chimiques. Une liaison chimique se produit lorsque des forces électromagnétiques entre des atomes ou des molécules provoquent une attraction entre eux. Une liaison ionique se produit lorsque deux ions - des atomes chargés de manière opposée - s'attirent directement. Une liaison covalente implique le partage de paires d'électrons entre les atomes. Ces liaisons chimiques forment de nouvelles substances avec leurs propres propriétés chimiques.
Le concept d'équilibre chimique est lié à l'idée d'une réaction réversible. En fait, toutes les réactions chimiques sont dans une certaine mesure réversibles. Il n’ya donc pas de différence fondamentale entre les réactifs et les produits. Certaines réactions présentent toutefois un degré de réversibilité non négligeable - c’est dans ces réactions que l’équilibre chimique devient important. Lorsque la notation scientifique met l'accent sur la réversibilité, la flèche d'origine entre réactifs et produits est remplacée par une paire de flèches en crochet. Celles-ci indiquent que la réaction se produit dans les deux sens.
La vitesse à laquelle l’équilibre chimique est atteint peut varier énormément. Certaines réactions sont complètes après moins d'une seconde, alors que d'autres prennent plusieurs années. Bien qu’il n’existe pas de méthode unique permettant de prévoir une vitesse de réaction, on sait que de nombreux facteurs jouent un rôle important.
Un de ces facteurs est la température. Des températures plus élevées permettent à plus d'énergie d'entrer dans un système, ce qui entraîne généralement des réactions plus rapides. La phase de la matière - solide, liquide ou gazeuse - peut également influer sur la vitesse à laquelle les substances atteignent l'équilibre chimique. Enfin, la présence d'un catalyseur peut grandement accélérer une réaction. Une enzyme est un type de catalyseur important dans la régulation du métabolisme des êtres vivants.
Certaines réactions ne se produisent pas alors qu'elles ne sont pas à l'équilibre chimique. En effet, de nombreuses réactions nécessitent une énergie d’activation. L’hydrogène et l’oxygène liquides, par exemple, peuvent rester en contact physique sans réagir. Cependant, une petite quantité d’énergie peut faire exploser les réactifs et libérer beaucoup d’énergie. Le même phénomène se produit lorsque l'on brûle du bois - bien que le bois puisse libérer beaucoup d'énergie lorsqu'il est brûlé, une étincelle ou une flamme initiale est toujours nécessaire pour que le processus se déroule.