Premier principe de la thermodynamique: Application aux réactions chimiques

Thèmes abordés

Sciences humaines et arts, principe de la thermodynamique, réactions chimiques, atomes, molécules, ions, radicaux, formation de produit, disparition de réactifs

Résumé du document

Les réactions chimiques se traduisent par la disparition de réactifs (atomes, molécules, ions ou radicaux) et par la formation de produit (atome, molécules, ions ou radicaux) : aA+bB <->cC

Ou X représente les constituant de la réaction et x les quantité de ces constituants nécessaire pour assuré l'équilibre de la réaction et la neutralité électrique.

Extraits

[...] Il dépend par contre de la quantité de matière engagée dans la réaction (n0). Dans une réaction chimique dont les constituants ne sont pas introduits de manière stoechiométrique, on appelle réactif limitant, le réactif pour lequel la valeur de ξ est la plus petite Taux d'avancement τ ξmax représente l'avancement maximal en considérant que la réaction est totale Le taux d'avancement final d'une réaction chimique est le rapport des quantités de matière à l'état final généralement utilisé pour des réactions non-totale et est calculé par: ξeq représente l'avancement final à l'équilibre Si τ=1, la réaction est dites totale Si τ 0 le composé est moins stable que les corps purs Remarque : L'enthalpie standard de formation d'un corps simple (ou élément) dans son état standard de référence (état le plus stable) est nulle à toute température. [...]

[...] Premier principe de la thermodynamique: Application aux réactions chimiques 1. Conventions: définitions Les réactions chimiques se traduisent par la disparition de réactifs (atomes, molécules, ions ou radicaux) et par la formation de produit (atome, molécules, ions ou radicaux) : aA+bB cC Ou X représente les constituant de la réaction et x les quantité de ces constituants nécessaire pour assuré l'équilibre de la réaction et la neutralité électrique. [...]

[...] Avancement de la réaction ξ A l'instant initial constituant i avec un nombre de mome ni0 A un instant constituant i avec un nombre de mole ni La variation du nombre de mole du constituant i au cours de la réaction est proportionnel à son coefficient stoechiométrique algébrique: Δni = ni 0 ξ νi ξ = avancement de la réaction (en mole) Notion différentielle: Dans une réaction chimique dont les constituants sont introduits de manière stoechiométrique, ξ a la même valeur pour tous les constituants. [...]

[...] On notera une réaction chimique sous la forme : Où : - Ai désigne le composé de la réaction - νi est appelé coefficient stoechiométrique νi est un nombre algébrique : - Si νi0, Ai est un produit de la réaction chimique 2. Définition du système et caractérisation de la réaction chimique Dans la réaction telle qu'écrite dans l'équaton le système est l'ensemble et des prodt : Σ= A2, A AP} Le nombre de chacun des constituant variants. [...]

[...] Exemple : déterminer ΔfH°(C2H2)g connaissant ΔcombH°(C)s=−393,5kJmol−1 et ΔcombH°(C)l=−393,5 kJmol-1 et ΔcombH°(C2H2)=−1300 kJmol-1 Combinaison algébrique d'équations : Exemple : déterminer ΔH° de la réaction de synthèse du méthanol connaissant Δ°(3) ,ΔH°2et Δ°() CO2(g) + 2H2O(liq) CH3OH(liq) + 3/2 O2(g) -DcombH°(CH3OH)liq 2x ( H2(g) + O2(g) H2O(liq) ) 2 x ΔH°2 CO(g) + O2(g) CO2(g) Δcomb 2 H2(g) + CO(g) CH3OH(liq) ΔcombH° ΔH° = - ΔcombH°(CH3OH)liq + 2 ΔcombH°2 + ΔcombH°() La différence est due au fait que la dissociation d'une liaison ne demande pas la même énergie que la dissociation des suivantes : H2Og OHg + Hg 1ère dissociation : DdissH°(HO-H) = 492 kJ.mol-1 Og + Hg 2ème dissociation : DdissH°(O-H) = 428 kJ.mol-1 DdissH°(O-H) moyen = 460 kJ.mol-1 Effet de la température Pour mettre en relation les enthalpies d'une réaction à deux T différentes, on peut utiliser un diagramme de Hess : = DH1+DrH°(T0)+DH2 ΔH1=Σ1ν1Cp1(T−T0 ) et ΔH2= Σ2ν2Cp2(T−T0 ! [...]