Quotient de réaction - Définition

Considérons un système chimique, siège d'une transformation chimique modélisée par la réaction d’équation : \(\text r_1 \text{R}_1+ \text r_2 \text{R}_2\rightleftarrows \text p_1 \text{P}_1+\text p_2 \text{P}_2\) avec `"R"_1` et `"R"_2` les réactifs et `"P"_1` et \(\mathrm{P_2}\) les produits, chacun étant associé à son nombre stœchiométrique.

Le quotient de réaction noté `Q_"r"` est une grandeur associée à une réaction chimique qui caractérise l'état d'un système chimique et qui s'exprime par la relation suivante : `Q_r=\frac{(a_{"P"_1})^{"p"_1}\times(a_{"P"_2})^{"p"_2}}{(a_{"R"_1})^{"r"_1}\times(a_{"R"_2})^{"r"_2}}`.

L'écriture du quotient de réaction dépend ensuite de l'état physique des espèces mises en jeu.

On utilise souvent une notation qui permet de distinguer certains états particuliers du système. Par exemple, le quotient de réaction pour l’état initial est souvent noté `Q_"r,i"`, le quotient réactionnel à l’état final `Q_"r,f"`, le quotient réactionnel à l’état d’équilibre `Q_"r,éq"`, etc. 

Remarque : si on prend le cas général d'une transformation faisant intervenir plusieurs réactifs et produits, d'équation de réaction : \(\text r_1 \text{R}_1+ \text r_2 \text{R}_2 +...+ \text r_\text{n} \text{R}_\text{n}\rightleftarrows \text p_1 \text{P}_1+\text p_2 \text{P}_2+...+ \text p_\text{m} \text{P}_\text{m}\) avec `"R"_"i"` les réactifs de nombres stœchiométriques respectifs \(\mathrm{r_i}\) et les produits \(\mathrm{P_j}\) de nombres stœchiométriques respectifs \(\mathrm{p_j}\), le quotient de réaction s'exprime alors de la manière suivante : \(Q_r=\frac{\prod_{\text{j}} \ (a_{\text{j}})^{\text{p}_\text{j}}}{\prod_{\text{i}} \ (a_{\text{i}})^{\text{r}_\text{i}}}\) avec :

• `"a"_"i"` : l'activité chimique du réactif `"R"_"i"` de nombre stœchiométrique \(\mathrm{r_i}\) (sans unité) ;
  
•  `"a"_"j"` : l'activité chimique du produit `"P"_"j"` de nombre stœchiométrique \(\mathrm{p_j}\) (sans unité).

Le symbole \(\prod_{\text{j}}\) signifie produit des `"j"` grandeurs. Il est à distinguer du symbole `\sum_{\text{j}}`, somme des `"j"` grandeurs, qu’on retrouve par exemple dans les lois de Beer-Lambert et de Kohlrausch.