Caractérisation de l'équilibre chimique

Pour caractériser l'état d'équilibre, on considère une transformation élémentaire réversible, virtuelle, à partir de cet état, correspondant à la transformation d'une quantité infinitésimale de réactifs en produits par la réaction considérée.

Du fait de la stœchiométrie de la réaction, les variations de nombres de moles ne sont pas indépendants : le nombre de moles du constituant \(i\) varie d'une quantité proportionnelle à son coefficient stœchiométrique. Soit \(d\xi\) le coefficient de proportionnalité :

\[dN_i = \lambda_i d\xi\]

Or, lorsqu'un système est à l'équilibre, la différentielle isotherme isobare de l'enthalpie libre doit être nulle sur toute transformation virtuelle à partir de cet état d'équilibre :

\[d_{TP} G = \sum_{i=1}^c \mu_i dN_i = 0\]

d'où l'on tire :

\[\sum_{i=1}^c \lambda_i \mu_i = 0\]

Cette relation est vérifiée dès que la réaction chimique a atteint son état d'équilibre.