À quoi sert ce calculateur
Cet outil détermine la variation d'enthalpie libre standard (ΔG°) d'une réaction chimique à partir de sa constante d'équilibre K et de la température absolue T. La relation \(\Delta G^{\circ} = -RT \ln K\) fait le pont entre la thermodynamique et l'équilibre chimique : elle indique si une réaction est spontanée dans les conditions standard. Un ΔG° négatif (K > 1) traduit une réaction favorable aux produits, tandis qu'un ΔG° positif (K < 1) traduit une réaction favorable aux réactifs.
Comment l'utiliser
Saisissez la constante d'équilibre K, sans dimension (elle doit être strictement positive), ainsi que la température en kelvins (K). Pour 25 °C, utilisez 298,15 K. Le calculateur affiche ΔG° à la fois en kJ/mol (la valeur mise en avant) et en J/mol, accompagné de \(\ln(K)\) pour que vous puissiez vérifier les étapes intermédiaires.
La formule expliquée
L'équation s'écrit
$$\Delta G^{\circ} = -R\,\text{Temperature (K)}\,\ln\!\left(\text{K}\right)$$où \(R = 8{,}314462618\ \text{J/(mol}\cdot\text{K)}\) est la constante universelle des gaz parfaits, T la température absolue en kelvins et K la constante d'équilibre. Comme \(\ln K\) est sans dimension et que \(RT\) s'exprime en J/mol, ΔG° est obtenu en joules par mole ; il suffit de diviser par 1000 pour le convertir en kJ/mol.
Exemple résolu
Supposons K = 1000 à T = 298,15 K. On a alors \(\ln(1000) \approx 6{,}907755\).
$$\Delta G^{\circ} = -(8{,}314462618)(298{,}15)(6{,}907755) \approx -17\,123\ \text{J/mol} \approx -17{,}12\ \text{kJ/mol}$$La valeur élevée de K et le ΔG° fortement négatif confirment une réaction nettement favorable aux produits.
Foire aux questions
Pourquoi la température doit-elle être en kelvins ? Les équations thermodynamiques exigent une température absolue. Pour convertir des degrés Celsius en kelvins, ajoutez 273,15.
Que se passe-t-il si K vaut 1 ? \(\ln(1) = 0\), donc \(\Delta G^{\circ} = 0\) : la réaction est exactement à l'équilibre dans les conditions standard, sans aucune force motrice nette.
K peut-il être négatif ou nul ? Non. Une constante d'équilibre est toujours positive, car les concentrations et les pressions partielles le sont également ; \(\ln K\) n'est donc pas défini pour K ≤ 0.
