Les réactifs sont introduits en proportions stoechiométriques. On
appelle taux d'avancement a,
le nombre de moles d'éthanol formé par mole d'éthylène initial.
Relation
entre K1, a, Ptot.
|
avancement (mol)
|
C2H4(g)
|
+ H2O(g)
|
=C2H5OH(g)
|
initial
|
0
|
n
|
n
|
0
|
à l'équilibre
|
x
|
n-x
|
n-x
|
x
|
A l'équilibre, nombre total de mol : N=2 n-x.
Fractions molaires :
xC2H4
=
|
n-x
2n-x
|
; xH2O
=
|
n-x
2n-x
|
; xC2H5OH
=
|
x
2n-x
|
Pressions partielles :
PC2H4
=Ptot
|
n-x
2n-x
|
; PH2O
=Ptot
|
n-x
2n-x
|
; PC2H5OH
=Ptot
|
x
2n-x
|
K1=x
(2n-x)Ptot / (Ptot(n-x)2)
avec a =
x/n ; K1=a (2-a)Ptot
/ (Ptot(1-a)2).
Calcul de a à 400 K sous
Ptot = 1,00 bar.
0,246 ( 1-a)2
= a(2-a) ; 1,246 a2-2,498
a+0.246 = 0 ;
a =0,104 ( 10,4 %).
Dans quel sens
l'équilibre précédent est déplacé lors d'une élévation de température à
pression constante, le système étant fermé.
DrH400
est négatif : la réaction est exothermique.
Une élévation de température favorise une réaction endothermique :
l'équilibre est déplacé dans le sens indirect ( vers la gauche).
Dans quel sens
l'équilibre précédent est déplacé lors d'une augmentation de pression à
température constante, le système étant fermé.
A l'équilibre, nombre total de mol : N= 2n-x.
Dans le sens direct, le nombre total de moles diminue : une
augmentation de pression à température constante, favorise la réaction
qui conduit à une diminution du nombre de moles.
Une augmentation de pression, à température constante, déplace
l'équilibre dans le sens direct.
Expérimentalement on travaille à 300 °C
sous une pression de 70 bars.
Ces conditions
sont-elles en accord avec les prévisions faites précédemment ?
La température proche de 573 K est défavorable à l'équilibre, mais il
faut que les espèces soient gazeuse sous une pression de 70 bars.
Une pression élevée déplace l'équilibre dans le sens direct.
Les conditions expérimentales sont en accord avec les prévisions faites.
|