Le principe de modération (loi de Le Chatelier)

Comment un équilibre réagit à une perturbation

Le principe de modération, énoncé par Henri Le Chatelier, décrit comment un système chimique à l'équilibre réagit lorsqu'on le perturbe : le système évolue de façon à s'opposer partiellement à la perturbation qu'on lui impose.

Exemple : ajouter un réactif

Prenons un équilibre en phase gazeuse :

N2 + 3 H2 <=> 2 NH3

Si on augmente la concentration de N2 (on en ajoute), le système n'est plus à l'équilibre : Qr devient inférieur à K. La réaction évolue alors dans le sens direct, consommant une partie du N2 et du H2 pour reformer du NH3, jusqu'à ce qu'un nouvel équilibre s'établisse. Le système "modère" ainsi l'augmentation de concentration qu'on lui a imposée, sans l'annuler complètement.

Exemple : la pression

Pour cette même réaction, une augmentation de pression (à température constante) favorise le sens qui diminue le nombre total de moles de gaz : ici, le sens direct (4 moles de gaz réactifs vers 2 moles de produit), qui s'oppose à l'augmentation de pression imposée.

Ce que le principe de modération NE permet PAS

Le déplacement d'équilibre change les quantités de matière à l'état final, mais ne change jamais la valeur de la constante K, qui ne dépend que de la température. De même, un déplacement d'équilibre ne "annule" jamais totalement la perturbation : le système trouve un nouveau compromis, il ne revient pas à son état initial.

Erreur classique

L'erreur la plus fréquente est de croire qu'un catalyseur peut déplacer un équilibre : c'est faux. Un catalyseur accélère l'établissement de l'équilibre (on l'atteint plus vite), mais la position finale de l'équilibre, gouvernée par K, reste rigoureusement inchangée.