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CHAPITRE III : Application du premier principe de la thermodynamique à la thermochimie
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![la chaleur de réaction à volume constant la chaleur de réaction à volume constant](https://pdfprof.com/Listes/17/24517-17ch3.pdf.pdf.jpg)
1 K. LAOUBI
Introduction
diverses formes : énergie thermique (chaleur), énergie mécanique (travail mécanique), ante est étudiée en photochimie. La chaleurIII. Chaleurs de réaction
constant correspond à la chaleur de réaction à volume constant. constante correspond à la chaleur de réaction à pression constante. Une réaction endothermique est une réaction au cours de laquelle le système gagne énergie calorifique, la chaleur de la réaction est positive ሺοࡴሻ.
Une réaction exothermique est une réaction au cours de laquelle le système dégage négative ሺοࡴ൏ሻ. dans le système international est le joule (J).I.1. Relation entre ࡽࡼ et ࡽࢂ
Les chaleurs de réaction mesurées à pression constante et à volume constant au cours CHAPITRE III : Application du premier principe de la thermodynamique à la thermochimie2 K. LAOUBI
οࢂ : Vl
constante. οǣ Variation du nombre de moles de gaz au cours de la réactionࡾൌૡǡࡶǤࡷିǤି (constante des gaz parfaits)
Remarque :
Si la réaction met en jeu uniquement des phases condensées (solide ou liquide) : οࢂൌ , οࡴൌοࢁ et ࡽࡼൌࡽࢂApplication
Caοࢁ pour la réaction ci-dessous, à 25°C.οൌοDοǤ24 Avec : ο݊ൌσ݊ሺௗ௨௧௦ ௭௨௫ሻെσ݊ሺ±௧௦ ௭௨௫ሻ
III. 2. Etat standard
stable, sous une pression de1atmosphère, à l
Par exemple, st le liquide
graphite (solide). nt notées avec le signe ° en exposant. réel. CHAPITRE III : Application du premier principe de la thermodynamique à la thermochimie3 K. LAOUBI
Les tables élémentaires chimiques se limitent à la température de référence 298K (25°C) tandis que les tables complètes donnent les grandeurs thermodynamiques standard à diverses températures.Exemple : : ܪ
III. 3. Différentes
III. 3. 1. Enthalpie standard de formation ሺοࡴࢌιሻ mole de généralement égale à 298K.Exemples :
Remarque : il existe des enthalpies de formation 0.Par convention,
corps simple (O2, H2 est nulle. III. 3. 2. Enthalpie de liaison (Energie de liaison)état gazeux. Elle est déterminée à
P1 atm , T298K (le plus souvent) et pour 1 mole de composé formé. Elle est exprimée en ݇ܬLes énergies de liaison sont toujours négatives, car la molécule formée est un édifice
plus stable que les atomes de départ. CHAPITRE III : Application du premier principe de la thermodynamique à la thermochimie4 K. LAOUBI
Exemple : Energie de la liaison H-Cl
III. 3. 3. Enthalpie de dissociation (énergie de dissociation) dissoci e de la réaction de formation.Exemple : οܪௗ௦௦ ሺିுሻൌͶͳ- ݇ܬ
III. 3. 4. Enthalpie de
L de changement de phase est la quantité de chaleur échangée avec le milieuElle est notée οܪ
nsation, solidification, fusion, liquéfaction. Pendant ce processus, la température reste constante mais le système échange de la chaleur ou du travail avec le milieu extérieur. CHAPITRE III : Application du premier principe de la thermodynamique à la thermochimie5 K. LAOUBI
Exemple
Si οܪሺ௩ሻ vaut ͶͶ ݇ܬ liquéfaction vaut െͶͶ ݇ܬApplication
10 grammes de tétrachlorure de carbone (CCl4), de -40°C à 80°C, sous la pression de
1 atm.
On donne :
Solution
Nombre de moles de CCl4 : ݊ൌ
οଵൌ ...ሺୱሻൈο4ൌ-ǡ-ͷൈͳ--ǡ͵ͳൈͳൌͳ-ǡ-
CHAPITRE III : Application du premier principe de la thermodynamique à la thermochimie6 K. LAOUBI
III. 3. 5. Enthalpie d chimique
Lune réaction chimique (notée οܪ
pression constante, par le système en évolution au cours d'une réaction chimique.Soit la réaction :
III. 4. Détermination des chaleurs de réaction méthode de détermination directe. ablement
choisies détermination indirecte. Détermination indirecte des chaleurs de réaction - Loi de Hess (1840)L (notée οܪ
du système chimique. Elle est indépendante du nombre et de la nature des réactions intermédiaires et peut être déterminée indirectement en suivant un chemin réactionnel hypothétique (cycle thermochimique ou diagramme de Hess) : CHAPITRE III : Application du premier principe de la thermodynamique à la thermochimie7 K. LAOUBI
Remarque
Pour calculer nconnue (loi de Hess), on doit :
1) Vérifier si les constituants sont du bon côté de la réaction.
2) Vérifier si le nombre de mole (s) est
3) οܪ
4) inconnue. a) Calcul de οࡴࡾ à partir des enthalpies de formation La connaissance des enthalpies de formation permet de déterminer la variation chimique peuvent être obtenus : - soit directement à partir des corps purs simples. - soit à partir des réactifs, eux-mêmes formés à partir des corps purs simples. On peut construire un cycle thermodynamique :ȽAȾ ڮሺܴ±ܿܽ
Réactifs(R) Produits (P)X Y
CHAPITRE III : Application du premier principe de la thermodynamique à la thermochimie8 K. LAOUBI
La loi de Hess :
Application
ns le gaz naturel selon la réaction suivante : - En utilisant la loi de Hess et les données du tableau, dstandard de cette réaction : Composés ܥଶܪ ሺሻ ܥଶܪସ ሺሻ ܪSolution
CHAPITRE III : Application du premier principe de la thermodynamique à la thermochimie9 K. LAOUBI
En appliquant la loi de Hess :
b) Calcul de οࡴࡾ à partir des énergies de liaison Comme dans le cas précédent, on peut construire un cycle ou bien appliquer la loi de Hess, pour faire le bilan thermodynamique des liaisons formées et des liaisons détruites la réaction. - Soit la réaction en phase gazeuse :ȽAȾ ڮሺܴ±ܿܽ
Cette réaction peut être décomposée en deux étapes : la première comportant la rupture
de toutes les liaisons dans les réactifs, la seconde correspondant à la formation de toutesles liaisons dans les produits à partir des atomes gazeux formés durant la première étape.