Qu'est-ce que l'équation de Van't Hoff ?
L'équation de Van't Hoff décrit la façon dont la constante d'équilibre K d'une réaction chimique évolue avec la température. Elle relie le rapport des constantes d'équilibre à deux températures à l'enthalpie standard de réaction ΔH. Ce calculateur s'appuie sur la forme intégrée à deux points, en supposant que ΔH reste constante sur l'intervalle de température, et fournit la nouvelle constante d'équilibre K2 ainsi que \(\ln(K_2/K_1)\) et le rapport \(K_2/K_1\).
Comment l'utiliser
Saisissez la constante d'équilibre connue K1 à la température T1 (en kelvins), la variation d'enthalpie standard ΔH en kJ/mol, puis la seconde température T2 (en kelvins). Le calculateur convertit ΔH en joules, applique la constante des gaz parfaits \(R = 8{,}314\ \text{J/mol}\cdot\text{K}\) et renvoie K2. Une valeur positive de ΔH (réaction endothermique) fait augmenter K lorsque la température s'élève ; une valeur négative (réaction exothermique) fait diminuer K à mesure que la température augmente.
La formule expliquée
L'équation intégrée s'écrit $$\ln\!\left(\frac{K_2}{K_1}\right) = -\frac{\Delta H}{R}\left(\frac{1}{T_2}-\frac{1}{T_1}\right).$$ En isolant K2, on obtient $$K_2 = K_1\,\exp\!\left[-\frac{\Delta H}{R}\left(\frac{1}{T_2}-\frac{1}{T_1}\right)\right].$$ Les températures doivent être exprimées en kelvins, et ΔH et R doivent partager des unités d'énergie cohérentes ; c'est pourquoi ΔH est convertie de kJ/mol en J/mol en interne.
Exemple résolu
Supposons K1 = 1 à T1 = 298 K, ΔH = 50 kJ/mol et T2 = 308 K. On a alors $$\frac{1}{T_2} - \frac{1}{T_1} = \frac{1}{308} - \frac{1}{298} = -0{,}00010897\ \text{K}^{-1}.$$ \(\Delta H/R = 50000/8{,}314 = 6013{,}95\). Donc \(\ln(K_2/K_1) = -(6013{,}95)(-0{,}00010897) = 0{,}65535\), et \(K_2 = 1 \cdot e^{0{,}65535} \approx 1{,}9258\). La constante d'équilibre double presque pour cette réaction endothermique lors d'une hausse de 10 K.
FAQ
Les températures doivent-elles être en kelvins ? Oui. L'équation requiert une température absolue ; convertissez les °C en ajoutant 273,15.
Quelle valeur de R est utilisée ? \(R = 8{,}314\ \text{J/(mol}\cdot\text{K)}\), et ΔH est convertie de kJ/mol en J/mol afin que les unités s'annulent.
ΔH est-elle supposée constante ? Oui. La forme à deux points suppose que ΔH (et ΔS) ne varient pas de façon notable sur l'intervalle de température, ce qui constitue une bonne approximation pour des écarts de température modérés.
