PT PHYSIQUE THERMO 3
Thermochimie 2
eprincipe.
courtesy of : Tuxyso / Wikimedia Commons / CC BY-SA 3.0
• À la fin de ce chapitre, vous devez être capable de :
• discuter du sens d'évolution spontané d'une réaction monotherme et monobare ;
• exprimer le potentiel chimique d'une espèce en fonction de son activité ;
• calculer l'entropie standard de réaction et l’enthalpie libre standard d'une réaction donnée et en tirer des conclusions qualitatives ;
• établir l'expression de et calculer sa valeur à partir de données thermodynamiques ;
• déterminer les facteurs d'équilibre indépendants d'une réaction donnée ;
• proposer une modification des facteurs d'équilibre pour optimiser une réaction.
μi ai
ΔrS∘ ΔrG∘ K∘
OBJECTIFS DU CHAPITRE
ÉVOLUTION SPONTANÉE & ÉQUILIBRE
D’UNE RÉACTION CHIMIQUE
ÉVOLUTION SPONTANÉE D’UNE RÉACTION CHIMIQUE
Réaction , placée initialement dans des proportions stœchiométriques avec N2(g)+ 3H2(g) = 2NH3(g) ξ = 0
ENTHALPIE LIBRE DE RÉACTION
, POTENTIEL CHIMIQUE ET ACTIVITÉ
Δ r G μ
ia
iENTHALPIE LIBRE DE RÉACTION ET QUOTIENT RÉACTIONNEL
Δ r G Q r
EXERCICE D’APPLICATION 1
ENTROPIE STANDARD DE
RÉACTION Δ r S ∘
CONSÉQUENCES DE LA VALEUR DE Δ r S ∘
Ordre de grandeur de l’entropie standard de réaction pour les diverses phases
EXERCICE D’APPLICATION 2
RETOUR SUR LA CONSTANTE
D’ÉQUILIBRE K ∘
EXERCICE D’APPLICATION 3
EXERCICE D’APPLICATION 4
FACTEUR D’ÉQUILIBRE &
VARIANCE
EXERCICE D’APPLICATION 5
RÔLE DE LA TEMPÉRATURE : MODIFICATION DE K ∘
• On en déduit :
• réaction exothermique : et est une fonction décroissante de la température.
• On améliore le rendement thermodynamique en se plaçant à basse température ;
• réaction endothermique : et est une fonction croissante de la température.
• On améliore le rendement thermodynamique en se plaçant à haute température ;
• réaction athermique : et est une fonction indépendante de la température.
• La température n’est pas un facteur d’équilibre.
ΔrH∘ < 0 K∘(T) ΔrH∘ > 0 K∘(T) ΔrH∘ = 0 K∘(T)
EXERCICE D’APPLICATION 6
RÔLE DE LA PRESSION ET DE LA QDM : MODIFICATION DE Q r
• Le quotient réactionnel tend vers la constante d’équilibre en synthétisant des produits si .
• Pour améliorer le rendement d’une synthèse, il faut rendre aussi petit que possible devant en modifiant les facteurs d’équilibre qui apparaissent dans son expression.
Q r < K ∘
Q r K ∘
PRINCIPE DE LE CHÂTELET : HORS PROGRAMME
•
Pour améliorer le rendement d’une synthèse, il faut diminuer la valeur initiale du facteur d’équilibre que la réaction a tendance à augmenter
•
réaction exothermique : diminuer améliore le rendement ;
•
réaction produisant du gaz : diminuer améliore le rendement ;
•
