Comparer Qr à K ne donne pas une flèche magique : il indique comment le système rejoint l'équilibre

1. Que décrit le quotient de réaction ?

Le quotient de réaction Qr est calculé pour la composition du système à un instant donné et pour l'équation écrite dans un sens choisi. Il change lorsque les concentrations ou pressions pertinentes changent.

Inverser l'équation inverse le quotient et la constante associée. Multiplier tous les coefficients par un même nombre élève Qr et K à cette puissance. Il faut donc conserver l'équation de référence pendant tout le raisonnement.

Qr est sans dimension lorsqu'il est écrit avec des activités ou des grandeurs rapportées à leur état standard, même si les expressions scolaires utilisent souvent les valeurs numériques des concentrations.

2. Comment construire Qr ?

Pour $\text{aA+bB⇌cC+dD}$, on place les produits au numérateur et les réactifs au dénominateur : $Q_{\text{r}}\text{=(}{a}_{\text{C}}\text{^c}{a}_{\text{D}}\text{^d)/(}{a}_{\text{A}}\text{^a}{a}_{\text{B}}\text{^b)}$. Les exposants sont les coefficients stœchiométriques.

Dans une solution diluée, l'activité d'un soluté est approchée par $\frac{\text{[X]}}{\text{c°}}$. L'activité d'un solide pur ou d'un liquide pur pris comme phase pure est égale à 1 : ces espèces n'apparaissent pas numériquement dans l'expression, bien qu'elles figurent dans l'équation.

Omettre une espèce parce que sa concentration semble petite n'est pas la même chose que lui attribuer une activité unitaire. La simplification vient de son état physique et du modèle.

3. Que représente la constante d'équilibre K ?

À l'équilibre et à température fixée, Qr prend une valeur K caractéristique de la réaction écrite. K ne dépend pas des quantités initiales, mais elle dépend de la température et de la convention d'écriture de l'équation.

Une grande valeur de K favorise les produits à l'équilibre pour de nombreuses conditions initiales, mais ne garantit pas une cinétique rapide. Une réaction thermodynamiquement favorisée peut rester très lente sans catalyse.

Dire qu'une transformation est quasi totale exige de relier K, les quantités initiales et la précision attendue. K n'est pas un pourcentage d'avancement.

4. Comment Qr indique-t-il le sens spontané ?

Si Qr < K, le système évolue spontanément dans le sens direct : les réactifs sont consommés et les produits formés, ce qui tend à augmenter Qr. Si Qr > K, le sens inverse diminue le numérateur et augmente le dénominateur, donc Qr baisse.

Si Qr = K dans la précision du modèle, le système est à l'équilibre macroscopique. Les réactions directe et inverse continuent à l'échelle microscopique avec des vitesses moyennes égales.

Le critère prédit le sens initial d'évolution vers l'équilibre. Pour calculer la composition finale, il faut ensuite utiliser l'avancement et résoudre la condition Qr,f = K.

5. Comment déterminer l'état final ?

On exprime les quantités finales en fonction de l'avancement x à partir du tableau d'avancement, puis les concentrations ou activités nécessaires. On remplace dans Qr(x) et on impose $Q_{\text{r}}\text{(}{x}_{\text{f}}\text{)=K}$.

La solution mathématique doit respecter les contraintes physiques : quantités positives, avancement compris entre ses bornes et état compatible avec les phases présentes. Une racine d'équation hors de ce domaine est rejetée.

Comparer xf à xmax permet d'évaluer le caractère limité ou quasi total. Le taux d'avancement final $\text{τ=}\frac{x_{\text{f}}}{x_{\text{max}}}$ est une conséquence du calcul, pas une donnée fournie directement par K.

6. Que se passe-t-il après une perturbation ?

Ajouter un réactif, retirer un produit ou diluer modifie immédiatement Qr, tandis que K reste fixé si la température ne change pas. La nouvelle comparaison Qr/K indique alors le sens de réajustement.

Une dilution ne favorise pas automatiquement les produits. Son effet dépend des exposants et du nombre total d'espèces dissoutes de chaque côté dans l'expression. Il faut recalculer Qr plutôt que réciter une règle générale.

Changer la température peut modifier K : on ne peut alors pas prévoir le nouvel équilibre avec l'ancienne constante. Un catalyseur, lui, accélère l'accès au nouvel équilibre sans changer K.

Erreurs fréquentes

L'essentiel à mémoriser

• Qr décrit la composition instantanée.
• L'équation choisie fixe l'expression de Qr.
• À température fixée, l'équilibre vérifie Qr = K.
• Qr < K conduit au sens direct ; Qr > K au sens inverse.
• K ne renseigne pas sur la vitesse.
• L'état final se calcule avec Qr(xf) = K.

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Sources et traçabilité

Dernière vérification : 2026-08-12

1. Programme de l'enseignement de spécialité de physique-chimie de la classe terminale, Ministère de l'Éducation nationale, consulté le 2026-08-12.
2. Programmes et ressources en physique-chimie - voie générale et technologique, Éduscol, consulté le 2026-08-12.
3. Modéliser l'équilibre chimique et prévoir l'évolution d'un système chimique, Éduscol, consulté le 2026-08-12.
4. Mass action, law of, IUPAC Gold Book, consulté le 2026-08-12.
5. Le Système international d'unités, 9e édition, Bureau international des poids et mesures, consulté le 2026-08-12.