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Thermodynamique chimique

Publié le 16/06/2012

Extrait du document

On considère un système fermé dans lequel se déroule une réaction chimique.

 

I Réaction de référence, état standard du corps pur

                  A) Etude thermodynamique d’une transformation chimique

 

Une réaction chimique est une transformation d’un état initial vers un état final :

 

U et H dépendent de P, V, T, de la composition du système chimique.  et  dépendent donc de la variation des paramètres chimiques (P, V, T) et de la modification de la composition du système (origine chimique). => situation complexe. On va donc étudier une transformation simplifiée (la réaction de référence).

 

 

                  B) Conditions standard, état standard (ES) de corps pur (CP)

 

Corps pur : une formule chimique unique (pas d’impuretés qui ne sont pas dans la formule)

Conditions standards :  (pression standard), température T constante.

Etat standard du corps pur : corps pur dans un état d’agrégation normale à T, . Si l’état est gazeux, l’état standard correspond à celui du gaz parfait. Il peut y avoir plusieurs état standards du corps pur à une même température (exemple : carbone graphite et carbone diamant à 298K).

« Chapitre 8 : Thermodynamique chimique Thermodynamique Page 2 sur 8 Convention : à K 15 , 298 = T , un corps pur simple (c'est -à -dire dont un seul élément intervient dans la composition) dans un état standard de référence à 298,15K, on définit 0 0 K 15 , 298 , 0 = = i ih h Exemples : 1 0 O H 1 0 C 1 0 Br 0 C 0 O 0 H kJ.mol 2 , 285 kJ.mol 9 , 1 kJ.mol 9 , 30 0 (l) 2 (diamant) ) ( 2 ) graphite ( ) (g 2 ) g ( 2 − − − − = = = = = = h h h h h h g Pour un c orps pur simple qui n’est pas dans l’état standard de référence, 0 > h D) Réaction de référence Définition : composition initiale et finale donnée par la réaction bilan : nombre de moles de réactifs et de produits = coefficients stoechiométriques Exemple : oxydation de NH 3 par O 2 : 4NH 3 + 5O 2 = 6H 2O + 4NO Réaction de référence : II Energie interne et enthalpie standard de réaction A) Définition Equation bilan : k k j j A A ν ν= − avec 0 , 0 < > j kν ν R éaction de référence : Définition : 0T rU ∆ : Énergie interne standard de réaction à T = U ∆ de la réaction de référence 0 T r H ∆ : Enthalpie standard de réaction à T = H ∆ de la réaction de référence ∑ ∑ ∑ + = − − = − = ∆ réactifs produits i 0 , réactifs j 0 , produits k 0 , initial final 0 ) ( Ti i T j j T k k T ru u u U U U ν ν ν De même, ∑ + = ∆ réactifs produits i 0 , 0 T i i T r h H ν ( k j i / / ν correspond au nombre de moles de A i/j/k ) Réactifs Aj, nb de moles –νj dans ES( T) Etat final Etat initial Produits Ak, nb de moles ν k dans ES( T) 4 moles de NH 3 5 moles de O 2 NH 3, O 2 dans l’état standard 6 moles de H 2O 4 moles de NO H 2O, NO da ns l’état standard P0,T P0,T Etat final Etat initial. »

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