Avancement de réaction

L'avancement de réaction, initialement introduit en 1922 par Théophile de Donder sous le nom de degré d'avancement, permet de caractériser l'évolution d'une réaction chimique entre son état initial (avant réaction) et son état final (après réaction). L'avancement de réaction lie entre elles, par la stœchiométrie, les évolutions des quantités de toutes les espèces chimiques (réactifs, produits, inertes) présentes dans le milieu réactionnel. L'avancement de réaction et l'affinité chimique, tous deux définis par de Donder, tiennent une place centrale dans l'étude des réactions chimiques en général et des équilibres chimiques en particulier. Soit une réaction chimique dont l'équation bilan est écrite selon la convention stœchiométrique : dans laquelle est une espèce chimique quelconque, en attribuant une valeur négative aux coefficients stœchiométriques des réactifs et positive à ceux des produits : pour un réactif ; pour un produit ; pour un inerte. Exemple - Équilibre du dioxyde et du trioxyde de soufre. En écrivant la réaction : selon la convention stœchiométrique : on a les coefficients stœchiométriques : pour les réactifs : dioxyde de soufre : ; oxygène : ; pour le produit trioxyde de soufre : . On introduit dans un réacteur, à l'instant initial , une quantité de chaque constituant . La réaction fait évoluer ces quantités : à un instant quelconque on note la quantité d'un constituant quelconque. On a l'évolution de la quantité du constituant : L'équation bilan induit que l'évolution de tout autre constituant du mélange réactionnel est liée à celle du constituant par la relation de proportionnalité : Ainsi, les évolutions des quantités de tous les constituants du mélange réactionnel étant liées, on définit l'avancement de réaction, noté (lettre grecque ksi), par : À tout instant , la quantité de tout constituant vaut par conséquent : Ceci est également vrai pour les inertes. En effet, puisque la réaction ne modifie pas la quantité d'un inerte, on a pour celui-ci, à tout instant , , qui vérifie la relation précédente puisque pour un inerte .