Potentiel chimique et évolution des systèmes
La variation d'enthalpie libre s'exprime par dG = VdP - SdT + Σ μ_i dm_i, et selon le théorème d'Euler, G = Σ m_i μ_i. Le potentiel chimique prend différentes expressions selon la nature du constituant et de la phase.
Pour un gaz parfait pur : μ(T,P) = μ°(T,P°) + RT lnP/P°. Dans un mélange idéal : μ_iT,P,mj = μ_i°(T) + RT lnxi, où x_i est la fraction molaire. Pour les mélanges non-idéaux, on utilise l'activité : μ_iT,P,mj = μ_i°(T) + RT lnai.
La variation d'enthalpie libre de réaction est donnée par Δ_r G = Σ ν_i μ_i, et sa valeur standard par Δ_r G° = Δ_r H° - TΔ_r S°. Cette grandeur est cruciale pour prédire l'évolution spontanée d'un système.
⚡ L'affinité chimique A = -Δ_r G détermine le sens d'évolution d'une réaction : si A > 0, alors la réaction progresse dans le sens direct. Cette relation simple permet de prédire immédiatement la spontanéité d'une transformation.