THC11 - Énergie de liaison
THC12 – Grillage de la galène
a) D'après la loi de Hess et les tables à 298 K :
∆
𝑟𝑟𝐻𝐻
0= ∆
𝑓𝑓𝐻𝐻
0(𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃) + ∆
𝑓𝑓𝐻𝐻
0(𝑆𝑆𝑃𝑃
2) − ∆
𝑓𝑓𝐻𝐻
0(𝑃𝑃𝑃𝑃𝑆𝑆) = −413,8 𝑘𝑘𝑘𝑘. 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑙𝑙
−1THC13 - A propos de l'ammoniac
THC14 – Etude du biogaz de décharge
THC15 – Température de flamme
Soit la réaction :
CH
4(g)+3/2 O
2(g) Τ 2 H
2O(g) + CO(g) La loi de Hess donne :
∆
𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝐻𝐻
0= 2∆
𝑓𝑓𝐻𝐻
0(𝐻𝐻
2𝑃𝑃, 𝑔𝑔) + ∆
𝑓𝑓𝐻𝐻
0(𝐶𝐶𝑃𝑃, 𝑔𝑔) − ∆
𝑓𝑓𝐻𝐻
0(𝐶𝐶𝐻𝐻
4, 𝑔𝑔) − 3
2 ∆
𝑓𝑓𝐻𝐻
0(𝑃𝑃
2, 𝑔𝑔) = −525𝑘𝑘𝑘𝑘. 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑙𝑙
−1Or :
𝑛𝑛
0(𝐶𝐶𝐻𝐻
4) = 1𝑚𝑚𝑚𝑚𝑙𝑙 ⇒ ζ
𝑓𝑓= 1𝑚𝑚𝑚𝑚𝑙𝑙 D’où :
∆𝐻𝐻 = ζ
𝑓𝑓∆
𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝐻𝐻
0= −525𝑘𝑘𝑘𝑘. 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑙𝑙
−1Notons les fuites par le terme : ∆
𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝐻𝐻 = 0,1∆𝐻𝐻
- En imaginant un chemin fictif on a donc : ∆𝐻𝐻 +
∆𝐻𝐻
𝑓𝑓𝑐𝑐ℎ𝑎𝑎𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑐𝑐𝑓𝑓𝑎𝑎𝑓𝑓= 0,1∆𝐻𝐻 Avec : ∆ 𝐻𝐻
𝑓𝑓𝑐𝑐ℎ𝑎𝑎𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑐𝑐𝑓𝑓𝑎𝑎𝑓𝑓= ∆ 𝐻𝐻
𝑓𝑓𝑎𝑎𝑓𝑓+ ∆ 𝐻𝐻
𝐶𝐶𝐶𝐶+ ∆ 𝐻𝐻
𝑁𝑁2= 2 � 𝐶𝐶
𝑝𝑝0(𝐻𝐻
2𝑃𝑃, 𝑔𝑔)𝑑𝑑𝑑𝑑 + � 𝐶𝐶
𝑇𝑇𝑓𝑓 𝑝𝑝0(𝐶𝐶𝑃𝑃, 𝑔𝑔)𝑑𝑑𝑑𝑑 +
298
6 � 𝐶𝐶
𝑇𝑇𝑓𝑓 𝑝𝑝0(𝑁𝑁
2, 𝑔𝑔)𝑑𝑑𝑑𝑑
298 𝑇𝑇𝑓𝑓
Car au départ on utilise 1,5 moles de O
298 2.
- Ce qui conduit au polynôme : 0,02557 𝑑𝑑
𝑓𝑓2+ 255,7 𝑑𝑑
𝑓𝑓− 551785 = 0
⇒𝑑𝑑
𝑓𝑓= 1825𝐾𝐾
THC16 – Grillage du sulfure de molybdène
THC17 - Température de flamme (Ethyne)
THC18 - Température finale atteinte dans un réacteur
THC19 - Équilibres industriels : conversion-épuration
THC21 - Changement d'état de l'eau
3a) Si les deux phases sont à l’équilibre :
𝜇𝜇
𝑣𝑣∗(𝑑𝑑, 𝑝𝑝) = 𝜇𝜇
𝑙𝑙∗(𝑑𝑑, 𝑝𝑝) ⇒ 𝑑𝑑𝜇𝜇
𝑣𝑣∗(𝑑𝑑, 𝑝𝑝) = 𝑑𝑑𝜇𝜇
𝑙𝑙∗(𝑑𝑑, 𝑝𝑝)
⇔ − 𝑆𝑆
𝑐𝑐,𝑣𝑣∗𝑑𝑑𝑑𝑑 + 𝑉𝑉
𝑐𝑐,𝑣𝑣∗𝑑𝑑𝑝𝑝 = −𝑆𝑆
𝑐𝑐,𝑙𝑙∗𝑑𝑑𝑑𝑑 + 𝑉𝑉
𝑐𝑐,𝑙𝑙∗𝑑𝑑𝑝𝑝
⇔ 𝑑𝑑𝑝𝑝
𝑑𝑑𝑑𝑑 = 𝑆𝑆
𝑐𝑐,𝑣𝑣∗− 𝑆𝑆
𝑐𝑐,𝑙𝑙∗𝑉𝑉
𝑐𝑐,𝑣𝑣∗− 𝑉𝑉
𝑐𝑐,𝑙𝑙∗= 𝐻𝐻
𝑐𝑐,𝑣𝑣∗− 𝐻𝐻
𝑐𝑐,𝑙𝑙∗𝑑𝑑(𝑉𝑉
𝑐𝑐,𝑣𝑣∗− 𝑉𝑉
𝑐𝑐,𝑙𝑙∗) ⇔ 𝑑𝑑𝑝𝑝
𝑑𝑑𝑑𝑑 = 𝐿𝐿
𝑣𝑣𝑎𝑎𝑝𝑝𝑑𝑑�𝑉𝑉
𝑐𝑐,𝑣𝑣∗− 𝑉𝑉
𝑐𝑐,𝑙𝑙∗�
3b) Appliquons la relation de Clapeyron :
THC22 - Variétés du carbone
THC23 - Potentiel chimique d'un gaz parfait dans un mélange
THC24 - Équilibre diphasé du corps pur : évolution ou équilibre
THC25 - Point triple de l'ammoniac
THC31 - Équilibres hétérogènes
THC32 - Hydroxylamine et ion hydroxylaminium
THC33 - Production du dihydrogène par reformage
THC34 - Étude d'un équilibre entre gaz
THC35 - Réduction de l'oxyde de germanium
THC36 - Equilibre liquide-vapeur de l’eau
1°) Soit : 𝑑𝑑𝜇𝜇 = 𝑉𝑉
𝑐𝑐𝑑𝑑𝑝𝑝 − 𝑆𝑆
𝑐𝑐𝑑𝑑𝑑𝑑 = 𝑉𝑉
𝑐𝑐𝑑𝑑𝑃𝑃 à 𝑑𝑑 = 𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐 Donc pour l’eau vapeur :
𝜇𝜇(𝑑𝑑, 𝑝𝑝) = 𝜇𝜇
0(𝑑𝑑, 𝑣𝑣𝑣𝑣𝑝𝑝) + � 𝑉𝑉
𝑝𝑝 𝑐𝑐𝑑𝑑𝑃𝑃
𝑝𝑝0
⇔ 𝜇𝜇(𝑑𝑑, 𝑝𝑝) = 𝜇𝜇
0(𝑑𝑑, 𝑣𝑣𝑣𝑣𝑝𝑝) + 𝑅𝑅𝑑𝑑𝑙𝑙𝑛𝑛 � 𝑝𝑝 𝑝𝑝
0� Et pour l’eau liquide :
𝜇𝜇(𝑑𝑑, 𝑝𝑝) = 𝜇𝜇
0(𝑑𝑑, 𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙) + � 𝑉𝑉
𝑝𝑝 𝑐𝑐𝑑𝑑𝑃𝑃
𝑝𝑝0
2a)
Si : 𝜇𝜇(𝑑𝑑, 𝑝𝑝) = 𝜇𝜇
0(𝑑𝑑, 𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙) alors 𝜇𝜇
0(𝑑𝑑, 𝑣𝑣𝑣𝑣𝑝𝑝) + 𝑅𝑅𝑑𝑑𝑙𝑙𝑛𝑛 �
𝑝𝑝𝑝𝑝0� = 𝜇𝜇
0(𝑑𝑑, 𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙)
⇔ 𝑙𝑙𝑛𝑛 � 𝑝𝑝
𝑝𝑝
0� = 𝜇𝜇
0(𝑑𝑑, 𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙) − 𝜇𝜇
0(𝑑𝑑, 𝑣𝑣𝑣𝑣𝑝𝑝)
𝑅𝑅𝑑𝑑 = 𝛾𝛾 ⇒ 𝑝𝑝 = 𝑝𝑝
0𝑐𝑐
𝛾𝛾= 3,15.10
−2𝑃𝑃𝑣𝑣𝑏𝑏
2b) Cette fois :
𝜇𝜇
0(𝑑𝑑, 𝑣𝑣𝑣𝑣𝑝𝑝) + 𝑅𝑅𝑑𝑑𝑙𝑙𝑛𝑛 � 𝑝𝑝
𝑝𝑝
0� = 𝜇𝜇
0(𝑑𝑑, 𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙) + 𝑉𝑉
𝑐𝑐� 𝑑𝑑𝑃𝑃
𝑝𝑝𝑝𝑝0
⇔ 𝜇𝜇
0(𝑑𝑑, 𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙) − 𝜇𝜇
0(𝑑𝑑, 𝑣𝑣𝑣𝑣𝑝𝑝) = 𝑅𝑅𝑑𝑑𝑙𝑙𝑛𝑛 � 𝑝𝑝
𝑝𝑝
0� − 𝑝𝑝
0𝑉𝑉
𝑐𝑐� 𝑝𝑝 𝑝𝑝
0− 1�
Si on suppose : �
𝑝𝑝𝑝𝑝0− 1� ≈ − 1 ou par résolution graphique on obtient : 𝑝𝑝 = 3,14.10
−2𝑃𝑃𝑣𝑣𝑏𝑏
37 - Stabilité de la molécule d’eau 1°) Soit ∆
𝑟𝑟𝐺𝐺
0= ∆
𝑟𝑟𝐻𝐻
0− 𝑑𝑑 ∆
𝑟𝑟𝑆𝑆
0avec :
∆
𝑟𝑟𝐻𝐻
0= ∆
𝑟𝑟𝐻𝐻
0(298𝐾𝐾) + �
𝑇𝑇∆
𝑟𝑟𝐶𝐶
𝑝𝑝0𝑑𝑑𝑑𝑑 = 474,6 10
3+ 33,1𝑑𝑑 − 9,7.10
−3𝑑𝑑
2298𝐾𝐾
∆
𝑟𝑟𝑆𝑆
0= ∆
𝑟𝑟𝑆𝑆
0(298𝐾𝐾) + � ∆
𝑟𝑟𝐶𝐶
𝑝𝑝0𝑑𝑑𝑑𝑑
𝑑𝑑 = −94 + 33,1𝐿𝐿𝑛𝑛𝑑𝑑 − 19,4.10
−3𝑑𝑑
𝑇𝑇
298𝐾𝐾