[PDF] Chapitre VI Energie libre – Enthalpie libre





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Enthalpie libre Equilibres chimiques

III-L'enthalpie libre molaire- Equilibre chimique. III-1-variation de l'enthalpie libre molaire avec la pression Unité de G : J (mol-1 ).



Enthalpie libre évolution et équilibre

Rq : elle se calcule à l'aide des potentiels chimiques ? (sera vu en 3ème année). 2. Variation élémentaire d'enthalpie libre. dG = dH – TdS – SdT. dG = dU + PdV 



4. Thermochimie

A température et pression constantes la variation de l'enthalpie libre d'un système est proportionnelle à la variation globale d'entropie du système et de son 



La chimie

les unités pour l'entropie sont J/K on définit la variation d'enthalpie libre (?G) à température constante. ?G = ?H -T ?S < 0.



6.2 - Enthalpie libre magnétique de surface gs

représente l'abaissement d'enthalpie libre par unité de surface (plane) d'échantillon. On définit alors une «enthalpie libre magnétique de surface» (par 



3 – Application du second principe : Enthalpie libre et entropie

Définir l'enthalpie libre standard de réaction ?rG°. Dans quelle unité est-elle exprimée dans le système international ? • Comment calcule-t-on généralement 



Reaction chimique - Thermodynamique - Cinétique

Unité : J.mol-1.K-1 . 3. Principe de Nernst (3ème principe de la thermodynamique) Mesure directe d'une enthalpie libre de réaction : construction d'une ...



Thermodynamique des réactions doxydoréduction; formule de

II.2 Enthalpie libre standard d'une demi-équation rédox et potentiel standard d'un couple rédox. Soit la réaction d'équation schématique Ox + n/2 H2(g) 



LA FUSION DES CRISTAUX POLYMERES

II.2- L'enthalpie libre de fusion par unité de volume est ?g = (gl – gc)/vc où gl et gc sont les enthalpies libres par mole dans la phase liquide et dans 



Thermodynamique de loxydoréduction

Chapitre 6 : relation entre les grandeurs de réaction et les potentiels d'électrodes. Enthalpie libre électrochimique. la pile à hydrogène. Cours de chimie de 



Enthalpie libre ; évolution et équilibre - Le Mans University

Enthalpie libre ; évolution et équilibre I Enthalpie libre 1 Définition G = H – TS G fonction d’état extensive s’exprime en joule Rq : elle se calcule à l’aide des potentiels chimiques ? (sera vu en 3ème année) 2 Variation élémentaire d’enthalpie libre dG = dH – TdS – SdT dG = dU + PdV + VdP – TdS + SdT



Enthalpie libre ; évolution et équilibre - Le Mans University

L'enthalpie libre • la valeur de DG correspond à l'énergie disponible (“libre”) pour faire un travail i e si une réaction a une valeur pour DG de -100 kJ on peut faire un maximum de 100 kJ de travail • considère la combustion de l'hydrogène à une pression de 1 atm et 298 K 2 H 2 (g) + O 2 (g) 2 H 2 O(l)



5 Equilibres chimiques - EPFL

m est l’enthalpie libre molaire partielle du constituant dans le mélange Cette grandeur est plus communément appelée potentiel chimique du constituant et notée µ m Le rapport adimensionnel a m = P m / P0 est appelé son activité G (du mélange) = n i µ i µ m = µ0 + RT?ln a m n



Chapitre VI Energie libre – Enthalpie libre

Chapitre VI Energie libre – Enthalpie libre [Tapez le titre du document] Thermodynamique Page 68 VI 3 1 : Variation élémentaire d’enthalpie libre d’un fluide homogène G = H – TS dG = dH – TdS – SdT Or dH = V dP + T dS dG = V dp + TdS – TdS -SdT Soit dG = V dp – SdT (13) V P G S T G P T



Tables des enthalpie de formation standard fH° (en kJmol

Tables des enthalpie de formation standard ? fH° (en kJ mol-1) enthalpie libre de formation standard ? fG° (en kJ mol-1) entropie standard So (en J K-1 mol-1) des corps purs à 29815 K Nom Formule Etat physique 0 ? fH 0 f G S o A acétone CH3COCH3(g) -2167 -1527 3042 acétone CH3COCH3(l) -2482 -1557



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Enthalpie libre et potentiel chimique transparents de cours MP Lycée Montesquieu (Le Mans) Olivier Granier _____ 3 2 – Evolution monotherme et monobare introduction de la fonction G : On va définir la fonction G (enthalpie libre) de la même manière que la fonction H lors de transformations monobares pour lesquelles : ?H = Q

Comment calculer l'enthalpie libre ?

Variation élémentaire d’enthalpie libre dG = dH – TdS – SdT dG = dU + PdV + VdP – TdS + SdT dG = ?Q – PdV + PdV + VdP – TdS +SdT or ?Q = TdS dG = VdP - SdT 3. Influence de la température Toutes autres variables étant maintenues constantes :

Comment calculer l’enthalpie libre de formation données dans les tables thermodynamiques ?

?G0enthalpie libre de formation données dans les tables thermodynamiques (remarque : même convention que pour ?fH° c’est-à-dire ?fG° = 0 pour les corps purs simples) • soit à partir de la relation : rr r ?G (298)00 0=??H (298) T.?S (298)

Quel est le signe de la variation d’enthalpie libre de la réaction ?

La comparaison de Q ret K° permet de trouver le signe de la variation d’enthalpie libre de la réaction et de connaître l’évolution. Exemple d’application: Soit un système à 298K contenant du diazote, du dihydrogène et de l’ammoniac avec les pressions partielles respectives : 2 bar, 1 bar et 3 bar.

Comment calculer l’entropie libre?

I - Définition de la fonction enthalpie libre G : 1 – Exemple de l’entropie : Pour un système thermodynamique thermiquement isolé, le 2ndprincipe donne : ?S =Scr> 0

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Thermodynamique. Page 64

Chapitre VI. Energie libre - Enthalpie libre

VI.1 : Introduction.

Considérons un système thermodynamique (fermé ou ouvert) évoluant d'un état (1) à un état (2). Les transformations subits par le système sont des transformations monothermes (en contact avec une source de chaleur constituée par le milieu extérieur) de température . On suppose d'une façon générale qu'il n y a aucune irréversibilité au sein du milieu extérieur. Les irréversibilités de la transformation envisagée se situeront donc à deux niveaux. Au sein du système (gradient de température, gradient de pression, frottements internes, diffusion...) irréversibilités caractérisées par le terme iS A l'interface (système - milieu extérieur) échange de chaleur entre le système et el milieu extérieur, s'ils ne sont pas de même température. Ces dernières irréversibilités ne sont pas comptabilisées dans le terme iS, mais apparaissent dans l'expression : f' = f + ( -T)dS dS : Variation d'entropie du système dSt = f'/ dSt : Variation d'entropie totale. VI.2 : Energie libre. ( Energie libre de HELMHOLTZ) Considérons un système thermodynamique (fermé) évoluant d'un état (1) à un état (2), transformation que l'on suppose totalement réversible (St = 0).

Le premier principe s'exprime par :

W + Q = U + Ec + Ep (Ec, Ep 0)

W + Q =U avec W = - We (travail récupérable par le milieu extérieur). - We + Q = U = U2 - U1 21UUQWe (1) Le 2eme principe s'exprime par : St = S - Q / avec St 0.

Soit : tSSSQ12 (2)

Remplaçons (2) dans (1), il vient :

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Thermodynamique. Page 65

We = (S2 - S1) - St + U1 -U2 tSSUSUWe2211 (3) Il est évident d'après la relation obtenue que We sera maximum si la transformation est totalement réversible (St = 0).

2211maxSUSUWe ......... (4)

Posons Fu = U - S

La fonction Fu= U - S apparaît donc, comme une fonction dont la diminution est égale à l'énergie maximale récupérable. Fu = U - S s'appelle

énergie utilisable

Wemax = Fu1 - Fu2 = - (U - S) = - Fu avec : Fu = Fu2 -Fu1

Remarque :

Dans le cas où la température du système et celle de la source sont égales à T ; alors l'expression U - TS apparaît comme caractéristique du système. On définit alors :

TSUF Energie libre du système.

F, est une fonction d'état du système car U, S fonctions d'état, T : variable d'état. C'est une grandeur extensive dont la variation permet d'obtenir le travail susceptible d'être fourni par un système.

Puisque Wemax = -F We -F ;

We = -F pour une transformation réversible.

Avec leinutilisab

Energie

eemmagasiné totaleEnergie)en travailent intégralem etransformé

êtred' (Libre utile EnergieSTUF (5)

Variation élémentaire d'énergie libre d'un fluide homogène.

SdTTdSTdSpdvdF

TdSPdVdU

SdTTdSdUTSUddF

QWp

PdVSdTdFVT, (6)

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Thermodynamique. Page 66

Relations entre dérivés partielles

VT V T Tv T P V S V R dT dpRTVP V R dV dS V dVRT dTCvdS pV FST F

Or et .

(7)

Relation de HELMHOTZ

VVT

FTFTSFUT

FS donc .........(8)

A température constante on a :

VVVVT FTFUT FTT FTT FT donc .. À température constante. NB : Le rôle de la fonction F (énergie libre) est beaucoup moins important en thermochimie que celui de la fonction Enthalpie libre qui est indispensable à l'étude des équilibres chimiques. VI.3 : Enthalpie libre. ( Energie libre de GIBBS des Anglo-Saxons) Considérons un système ouvert en régime permanant.

Le premier principe donne.

WT + Q = H +Ec + Ep (Ec 0 ; Ep 0)

WT = - (We)T

WT : Travail fournit par la machine.

(We)t : travail récupérable par le milieu extérieur. -(We)T + Q = H où (We)T = Q + H1 - H2 (9)

2 Régime permanant

mmmra (T) am 1 rm

Mext Ԧ

S'appellent relation de

MAXWELL

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Thermodynamique. Page 67

Le second principe appliqué à la machine peut s'exprimer dans le cas d'un régime permanant par la relation :

StSSQ..12 (10) avec St 0

En remplaçons (10) dans (9), on obtient :

StSHSHWe

HHStSSWe

T T 2211
2112
(We)TMax Si la transformation est totalement réversible (St = 0).

2211..SHSHWeTMax (11)

Posons Gu = H -.S

On appelle Gu l'enthalpie utilisable.

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