Enthalpie libre et potentiel chimique - Unisciel
Enthalpie libre et potentiel chimique, transparents de cours, MP, Lycée Montesquieu (Le Mans), Olivier Granier _____ 2 Enthalpie libre et potentiel chimique d'un corps pur I - Définition de la fonction enthalpie libre G : 1 – Exemple de l’entropie : Pour un système thermodynamique thermiquement isolé, le 2 nd principe donne : ∆S = Scr > 0
01-01-chapitrefm Page 7 Mercredi, 18 août 2004 3:58 15
Chapitre 1 : Enthalpie libre et potentiel chimique La dernière sommation est étendue à toutes les espèces B réagissantes On peut donc écrire pour les fonctions d’état U, H et G : La dernière relation, relative à G, montre que pour un système maintenu à p et T constantes, la variation de l’enthalpie libre dG est conditionnée par une
Corrigé TD TC2 : Enthalpie libre et potentiel chimique
TD TC2 – Enthalpie libre et potentiel chimique Page 2 sur 5 Exercice 3 : Relation de Gibbs-Duhen ????=∑???????????????? ???? ????????=∑???????????????????? ???? +∑???????????????????? ???? Or : ????????=????????????− ???? +∑???????? ???????????? ???? =∑???????? ???????????? ???? à ,???? constants Alors : ????????
Enthalpie libre de réaction et potentiel chimique
Enthalpie libre de réaction et potentiel chimique Exercice 1 : Dans un four préalablement chauffé à 900°C, on introduit une mole d’une substance solide prise à 25°C Sachant qu’entre 25°C et 900°C, cette substance reste solide et que sa chaleur molaire à pression constante est égale à 30 J K-1 mol 1
TD N 2 de la Thermochimie Potentiel chimique
Potentiel chimique Toutes les valeurs num eriques de grandeurs thermodynamiques standard sont donn ees a 298,1 K Exercice 1 Enthalpie libre d’un m elange gazeux Un r ecipient thermostat e a 298,1K est s epar e en trois compartiments de volumes egaux a 1L contenant
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1 Enthalpie libre et potentiel chimique 1 1 Enthalpie libre On considère un réacteur maintenu à 100°C sous une pression P = 2 bar Le réacteur contient 2 moles d’un mélange équimolaire de deux liquides A et B Les deux liquides sont non miscibles et ils réagissent
Le potentiel chimique : Expressions et applications
Dans un système thermodynamique fermé, sans réaction chimique, G représentant la fonction enthalpie libre, H la fonction enthalpie, démontrer la relation de Gibbs-Helmholtz : 2 P G T H TT b En déduire la relation suivante, où µ i représente le potentiel chimique du constituant A i dans un mélange, et H i son enthalpie molaire partielle :
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Le potentiel chimique d’un constituant i est défini comme étant l’enthalpie libre molaire partielle de i g i,soit: m i = g i = d G d n i T, P Il s’agit donc d’une grandeur molaire partielle liée à l’enthalpie libre G Nous pouvons également exprimer la relation entre le potentiel chimique et l’en-thalpie libre sous
Jean-Bernard Baudin Frédéric Lahitète ChimieValéry Prévost
3 Potentiel chimique d’un constituant d’un mélange en phase condensée 85 3 1 Étude expérimentale 85 3 2 Expression du potentiel chimique d’un constituant d’un mé-lange idéal 88 3 3 Potentiel chimique d’un constituant d’un mélange réel 89
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Thermochimie2019-2020T.D N°2 de la Thermochimie
Potentiel chimique
Toutes les valeurs numeriques de grandeurs thermodynamiques standard sont donnees a 298,1 K.Exercice 1.Enthalpie libre d'un melange gazeux
Un recipient thermostate a 298,1K est separe en trois compartiments de volumes egaux a 1L contenant respectivement102mole de diazote,2:102mole de dihydrogene et3:102mole d'ammoniac. 1. Evaluer l'enthalpie libre initiale de ce systeme; on prendra :0N 2=0H2= 0J:mol1
et0NH3=16;5kJ:mol1.
2. O ne nlevele sp arois,l esg azs em elangent.C alculerl 'enthalpieli brenal edu sy steme. 3.Ca lculermelG=GfGi.
Exercice 2.Pression de vapeurs saturantes
Calculer a 298,1K les pressions de vapeur saturantes du tetrachloromethaneCCl4(l)et de l'eau liquide.
Donnees :EspecesCCl
4(l)CCl
4(g)H2O(l)H
2O(g)0ou=kJ:mol1-68,74-64,22-237,178-228,589
Exercice 3.evolution d'un systeme en reaction
On s'interesse a la reaction :C(s) +CO2(g) = 2CO(g)eectuee a T et p constantes. On se place a une temperature d'inversion, pour laquelleA0(Ti) = 0J:mol1. Dans l'etat initial, on dispose de 1mole deCO2(g)et de a moles de C(s),a1;p=p0= 1bar. 1. EvaluerG(), enthalpie libre du systeme en fonction de· 2. T racerl ac ourbeG1() =G()G(0)pour01mol. Que remarque-t-on? 3.T racerl ac ourbey=f() =@G1()=@(); conclure.
Exercice 4.Anite chimique
Entre les trois corps purs A(s),B(g) et C(s) existe la reaction :A(s)B(g) +
C(s) 1. O nm elangele str oisc orpspu rsdans de spr oportionsq uelconques.Ecrire l'anite chimique du
systeme en fonction deA;B;C· 2. En d eduireun ee xpressionde A fai santapp ara^trerG0(T)etpB. 3. Q uelles eral 'evolutiondu s ystemes iA >0? siA <0? 4. A quelle situation correspond le cas A = 0? Montrer que l'on retrouve alors la loi d'action de masse. Exercice 5.Comparaison des potentiels chimique standard lorsque la variable de compo- sition change Soit un melange liquide a 298 K. contenant 60,0 moles de methanol, 1,00 mole de chloromethnne el0,500 mole d'aCetone.
1. D eterminerl esfr actionsm olairesde c huquec onstituant.E nd eduireq uelsr ^olesr espectifson p eut raissonnablement leur attribuer. 2. En s upposantp ourl es olvantu nc omportementi deale lp ourle ss olutesu nc omportementin - niment dilue ideal, ecrire les expressions des potentiels chimiques pour chaque constituant avec pour variable la fraction molaire. 3. Ex primerla c oncentrationde so lutese nf onctionde l eurf ractionm olaire.Si mplierl' expression obtenue en tenant compte de la conclusion de la qestion 1).MP-Spe 1 http ://prepanouar.sup.frThermochimie2019-20204.Ex primerl ep otentielc himiqued esde uxs olutese nf onctionde la c oncentrationm olaire.E n
deduire une relation entre les potentiels chimiques standard par reference a l'etat inniment di- lue dans l'echelle des fraction molaires0i;x;1(T)et dans l'echelle des concentrations molaires0i;c;1(T).
Calculer leur dierence en suppoaant que le volume molaire partiel du methanol est identique a celui du methanol pur.Donnees :
On donne le volume molaire du methanol purV(methanol) = 49;5cm3mol1.R= 8;314JK1mol1 Exercice 6.Potentiel chimique d'un constituant en melange condense ideal A 1800K, une quantite n =2,50 mol de manganese liquide est disoute dans du fer liquide pour donner un melange liquide fer-manganese suppose ideal a 1,00 1. Pr eciserl anatu redu s ystemee tl esc aracteristiquesde s etatsini tiale tna l. 2. Ca lculerl av ariationd' enthalpieli breas sociee ac ettedi ssolution. 3. Pr eciserl es etatss tandarddu f ere tdu m anganeseas socieesau s ystemef er-manganesee nm e- lange.Donnees :FeMn
M/gmol155,84754,938
Exercice 7.1.R appelerl ar elationdon nantl' in
uencede la te mperatures url ep otentielc himique d'un corps. 2. D onnerl' expressionde 0(T)0(298)de l'ethanol liquide en fonction de la temperature T, en supposant que la capacite calorique de l'ethanol est independante de la temperature. 3. Appl icationnu meriquep our= 100C. Donnees associees a l'ethanol liquide a 298K :S=161J:K1:mol1;Cp= 111J:K1:mol1.
Exercice 8.1.R appelerla r elationdon nantl 'in
uencede l apr essions url ep otentielc himique d'un corps. 2. D onnerl 'expressionde 0(298;p)0(298;p)du cyclohexane liquide en fonction de la pression p, en supposant que le volume molaire du cyclohexane est independant de la pression. 3. Appl icationnu meriquep ourp = 60 b ar.Co ncluer.D onneesas socieesa l 'ethanoll iquidea 29 8K: Masse volumique := 0:655g:cm3supposee independante de la pression. Exercice 9.A25C, on fait barboter souspdu sulfure d'hydrogeneH2Sdans 50mL d'eau pure. Il se dissout 124mL de gaz. On obtient alors 50mL de solution saturee enH2Sliquide, en equilibre avec le gaz deH2Ssousp. Calculer le potentiel chimique standard duH2Sdissous.Donnees :(H2S;g) =33kJ:mol1.
Exercice 10.Le carbone
Le carbone se presente a l'etat naturel sous deux varietes allotropiques : le diamant et le graphite.
1. Q uellee stl av arieteq uie sts table ate mperatureor dinaire(2 98K )s ousu nepr essionde 1 b ar?Justier votre reponse.
2. Sou sq uellepr essionl' autrefo rmede vient-elles table a298 K ?( ons upposerale sv olumesm olaires independants de la pression). 3. L atr ansformationdu g raphitee ndi amante st-ellee ectivementr ealiseee nm ilieuind ustriel?Si oui, sous quelles conditions experimentales et dans quel but? Donnees : a25CMasse volumique(kg:m3)(kJ:mol1)C diamant35142.87