Les grandeurs standards de réaction

Résumé du document

Dans ce chapitre et le suivant, nous allons nous intéresser aux échanges d'énergie associés aux transformations (on dit aussi réaction) chimiques. Pour cela nous allons utiliser le premier principe de la thermodynamique et en particulier la fonction enthalpie libre sous une forme adaptée à l'étude des transformations chimiques. L'étude du sens d'évolution d'une transformation chimique, grâce au deuxième principe de la thermodynamique, est l'objet du programme de chimie de la classe de PT. Ce sera l'occasion de justifier les résultats utilisés sur (...)

Extraits

[...] Exemple : Mélange eau-éthanol + éthanol T , P ,n1 V1 = n1Vm* ( ) ( V = n1 Vm T , P , x1 + n2 Vm T , P , x2 ) = eau T , P ,n2 mélange V V2 = n2Vm* eau " , P ,n1 " % = n1 $ + n2 $ [...]

[...] est l'avancement de la réaction en mol. En effet, nous savons déjà que la connaissance de ! , à un instant, permet d'accéder à la connaissance de tout les ni à cet instant. Par intégration de dni = , ni = ni + " ce qui permet d'écrire : ) ! n H , x ) = ! ( H T , P ,n1 ,n2,n = i i m i i i ) ( ) + # $ Hm T , P , xi . [...]

[...] V APPLICATIONS 5.1 Effet thermique d'une transformation chimique en réacteur monotherme et monobare Piston conducteur de la chaleur et pouvant coulisser sans frottement Milieu extérieur à Text = cste et Pext = cste Réacteur système Paroi conductrice de la chaleur A l'instant initial, on met dans le réacteur n1 mol de A n2 mol de A2 etc . Le système est le siège d'une transformation chimique modélisée par l'équation de réaction 0 = i i Ai . Etat initial : = Ti = Text , Pi = Pext , Vi . Il y a équilibre thermique et mécanique du système avec l'extérieur. Etat final : , Tf = Text , Pf = Pext , Vf . Il y a équilibre thermique et mécanique du système avec l'extérieur. [...]

[...] On retiendra la relation importante suivante qui relie l'enthalpie molaire partielle à l'enthalpie de réaction : ( ) $ # H , x ) H T , P , " = i i m i En chimie, les transformations ont souvent lien à pression et température constante dans ce cas : ( ) dH T , P , ! = H # pour une transformation chimique à P et T constantes On constante donc que H représente la variation d'enthalpie par unité d'avancement d'une transformation chimique à pression et à températures constantes. Dans ce cas, par intégration ( ) ( ) % = H # H = H $ . H $ ' pente= H = & ) % ( T ! ! Remarques : H est une grandeur intensive. [...]

[...] H est donc une fonction affine de l'avancement. Dans le cas de mélanges idéaux : ( ) ( ) ( ) H T , P ,n1 ,n2,n ! % ni + # $ Hm*0,i T . ( ) ( i ) Comme H = H T , P ,n1 où H = H T , P , ! , une variation élémentaire dH (infinitésimale) de H au cours de la transformation s'écrit, comme nous le savons (cf cours de thermodynamique): " % ) ( ( dH T , P ,n1 = i i T j " % " % dni + $ dP + $ dT , ' & T P # # i i i où plus simplement avec les variables de De Donder : # & # & # & dH T , P , ! [...]