La thermodynamique chimique

Résumé du document

Fiche de thermodynamique chimique niveau secondaire regroupant les notions d'entropie, d'enthalpie et les différents principe de la thermodynamique.

Extraits

[...] VII) Potentiel chimique La composition d'un système chimique peut varier : - Soit par suite d'une transformation physico-chimique (seule possibilité si le système est fermé). - Soit, en plus, par suite d'un transfert de matière avec l'extérieur si le système est ouvert. Soit un système qui comporte i constituants différents, chaque constituant comportant ni moles. dG = V.dP S.dT + δWnet La variation d'enthalpie libre entre 2 états donnés correspond au travail disponible autre que celui des forces de pression. [...]

[...] Enthalpie de formation C'est la réaction de formation d'une mole de composé pris dans son état standard à la température T à partir des corps simples pris aussi dans leur état standard à la température T. Ex : = 0 L'entropie des corps simples (purs) est nulle. ∆H°(réaction) = (produits) - (réactifs) IV) Second principe : Principe d'évolution Interprétation statistique L'entropie S est une mesure du désordre moléculaire correspondant à un état donné défini par V et T Point de vu macroscopique S est une fonction d'état extensive et sa variation s'écrit = + = variation d'entropie due aux échanges avec l'extérieur. = variation d'entropie due aux modifications internes du système. [...]

[...] Si dG = 0 : réaction équilibrée (équation thermodynamique). Si dG > 0 : réaction impossible. Enthalpie standard de formation : C'est la variation d'entropie libre accompagnant la réaction de formation d'un composé à partir de ses éléments pris dans leur état le plus stable à l'état standard. Il existe des tables d'enthalpie libre standard de formation. Variation d'enthalpie standard d'une réaction chimique (réaction) = (produits) + (réactifs) Variation de avec la température et la pression dG = V.dP S.dT où V est le volume si P = constante, on a (dG / dT)P = - S et si T = constante, on a (dG / dP)T = V A T constante, on a = R.T.ln(Pfinale / Pinitiale) soit = R.T.lnP si Pinitiale = 1bar. [...]

[...] On pourra déterminer des variations d'entropie lors d'une transformation ou de réaction chimique. Application aux calculs d'entropie Calcul de la variation d'entropie lors d'une réaction chimique isotherme : ∆S(réaction) = ∑S(produits) ∑S(réactifs) (à l'état standard, les deviennent Variation de l'entropie d'un corps dur en fonction de la température à P = constante. - Sans changement d'état : = Si Cp est constante dans l'intervalle de température considéré, on a = n.Cp.ln(T2 / T1) - S'il y a changement d'état dans l'intervalle de température considéré, les valeurs de Cp sont différentes selon l'état physique (gaz, liquide, solide) et il convient d'ajouter la variation d'entropie totale, la (les) variation(s) d'entropie due(s) au(x) changement(s) d'état où = / avec = chaleur latente de changement d'état. [...]

[...] H (enthalpie) = U + P.V Relation entre Qp et Qv en fonction de la température : Qp = Qv + ∆n.R.T avec = variation du nombre de moles gazeuses entre état initial et final. Variation de Qp et de Qv en fonction de la température : Qp = n.Cp.dT et Qv = n.Cv.dT Cp et Cv = capacités calorifiques molaires respectivement à pression et à volume constantes. C'est la chaleur qu'il faut apporter à 1mol pour augmenter sa température de 1°C. Ces formules s'appliquent s'il n'y a pas de changement d'état entre Tinitiale et Tfinale. [...]