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Annexe rappels de thermodynamique

ANNEXE RAPPELS DE THERMODYNAMIQUE DEFINITION DE LA NOTION D ? ENTHALPIE Le terme enthalpie vient des mots grecs signi ?ant chaleur interne ? L ? enthalpie exprime la quantité de chaleur et le travail mécanique contre la pression extérieure fournis ou reçus par un système se transformant à pression constante On appelle enthalpie standard de formation d ? une espèce chimique ?fH la variation d ? enthalpie correspondant à la réaction de formation de ce corps à pression constante de bar à K C à partir de corps simples dans leur état le plus stable On entend par corps simple des molécules comme N ou O ou encore HCl ou NH qui sont des variétés de molécules stable à K et dont l ? enthalpie de formation est par dé ?nition nulle On exprime l ? enthalpie standard de formation ?fH en kilojoules par mole de substance kJ mol- Exemple L'enthalpie standard molaire de formation de l'eau à K environ C est la quantité de chaleur émise ou absorbée lors de la réaction de formation de mole d ? eau dans les conditions standard P bar T K ?fH H O - kJ mol- ?fH H O La réaction est exothermique Le système libère donc kJ mol- L ? enthalpie standard de réaction désigne la quantité de chaleur échangée au cours d ? une réaction à une pression constante de bar et une température de K Elle peut être calculée à partir des enthalpies standard de formation Formation de l ? éthanol ?fH kJ mol- CFormation de l ? oxyde de fer III ?fH - kJ mol- Combustion du méthane ?fH - kJ mol- MESURE EXPERIMENTALE DE L ? ENTHALPIE DE FORMATION L ? enthalpie de formation peut être déterminée expérimentalement par exemple à l ? aide d ? une bombe à combustion ou calorimètre Un calorimètre est un instrument qui permet de mesurer la quantité de chaleur dégagée ou absorbée au cours d ? une réaction La quantité de chaleur émise ou absorbée lors de la combustion d ? un composé permet d ? obtenir l ? enthalpie de combustion du composé A partir de cela on suit la loi de Hess pour trouver l ? enthalpie de formation d ? un corps composé er principe de thermodynamique ? U W Q W travail échangé et Q chaleur échangée Le travail échangé étant dû aux e ?orts des forces de pressions W -PdV Ici la réaction étant isochore V constante ?? -PdV ?? W Une bombe calorimétrique correspond à un appareillage permettant de mesurer le dégagement de chaleur au cours d ? une réaction e ?ectuée à volume constant Dans ces conditions la chaleur mise en jeu est égale à la variation de la fonction d ? état d ? énergie interne U du système réactionnel ? U Qv La chaleur ne dépendant plus de la manière de procéder on peut alors la déterminer On brûle un produit dont la chaleur de combustion est connue pour calibrer un calorimètre