معلومات المقرر
Thermochimie
La thermochimie est le domaine de la chimie qui étudie les échanges d'énergie qui accompagnent les réactions chimiques. Les énergies mises en jeu sont la chaleur et le travail des forces de pression (ou travail mécanique).
Chaleur de réaction isotherme
La chaleur de réaction QR est la quantité de chaleur reçue ou cédée par un système au cours d'un avancement 
de la réaction à une température T. En laboratoire, les réactions ont lieu le plus souvent à pression atmosphérique constante (assimilée à la pression standard P). Dans ce cas, la chaleur de réaction est égale à l'enthalpie standard de réaction (notée 
rH) :
QRP = rH0
Si rH0 > 0, alors la réaction est dite endothermique. Elle absorbe de la chaleur.
Si rH0 < 0, alors la réaction est dite exothermique. Elle cède de la chaleur.
Si rH0 = 0, alors la réaction est dite athermique. Elle n'échange pas de chaleur.
Loi de Kirchhoff
Les grandeurs standard de réaction sont tabulées à une température bien précise, 298 K. Toutes les réactions n'ayant pas lieu à cette température, il est nécessaire de pouvoir déterminer la valeur d'une grandeur standard de réaction à n'importe quelle température.
Les lois de Kirchhoff sont utilisées sous leur forme intégrée. Pour l'enthalpie standard de réaction, la forme intégrée s'écrit :
Détermination des enthalpies standard de réaction
Loi de Hess
L'enthalpie H étant une fonction d'état, l'enthalpie standard de réaction rH0 est indépendante du chemin suivi au cours d'une transformation et ne dépend donc que de l'état initial et de l'état final.
Dans certains cas, l'enthalpie standard d'une réaction n'est pas calculable. Pour la déterminer on va établir un cycle thermodynamique grâce auquel on pourra calculer l'enthalpie standard de réaction en suivant une autre voie fictive ou non.
Pour déterminer la grandeur inconnue rH10pour la réaction étudiée, on établira un cycle thermodynamique comme celui représenté ci-dessous. Pour aller de l'état initial à l'état final, on peut envisager un chemin passant par deux états intermédiaires. Pour ce chemin les enthalpies standard de réaction sont connues. Le premier principe permet alors d'écrire :
rH10 = rH20 +rH30 +rH40
Enthalpies standard de formation
Réaction standard de formation d'une espèce chimique
Par définition, la réaction standard de formation d'une espèce chimique, à une température T et dans un état physique donné, est la réaction au cours de laquelle une mole de cette espèce, dans son état standard, est formée à partir des corps simples correspondants aux éléments qui le constituent; chacun des corps simples devant se trouver dans son état standard de référence à la température T.
Enthalpie standard de formation d'une espèce chimique
L'enthalpie standard de formation d'une espèce chimique X est l'enthalpie standard de la réaction standard de formation de cette espèce (la réaction de formation d'une mole de cette espèce à partir de ses éléments pris dans leur état standard de référence, à la température T) à une température T et dans un état physique donné.
Cette grandeur est notée fH0, l'indice f faisant référence à la formation.
D'après cette définition, l'enthalpie standard de formation d'un corps simple correspondant à l'état standard de référence de l'élément (H2, O2, C(s)) est nulle.
Selon cette définition fH0 (C graphite) = 0 ; fH0 (O2 gaz) = 0 ; fH0 (H2 gaz) = 0
Énergies de liaison
Cas d'une molécule diatomique
Par convention, l'énergie de liaison d'une molécule diatomique AB, notée DA–B, correspond à la variation d'énergie interne standard qui accompagne la réaction au cours de laquelle une mole de AB à l'état gazeux est dissociée, à 0 K, en deux radicaux à l'état gazeux selon la réaction :
A–B(g) = A.(g) + B.(g)
L'énergie de liaison est toujours une valeur positive car elle correspond à l'énergie qu'il faut fournir pour casser une liaison.
Par souci de simplification, on suppose que l'énergie de liaison est indépendante de l'environnement de la liaison étudiée. L'énergie donnée dans les tables, à 298 K, est une valeur moyenne des énergies de dissociation de cette liaison, déterminées sur un ensemble de composés possédant cette liaison.
Quelques défnitions supplémentaires :
Definition :
Type de changement d'état | Enthalpies standard de changement d'état |
Solide → Liquide | enthalpie molaire standard de fusion (ou chaleur latente molaire de fusion) |
Liquide → Gaz | enthalpie molaire standard de vaporisation (ou chaleur latente molaire de vaporisation) |
Solide → Gaz | enthalpie molaire standard de sublimation (ou chaleur latente molaire de sublimation) |
تقبل الله صيامكم وقيامكم وصالح اعمالكم، وجعل الختام عتق من النار
رمضان مبارك على الجميع
- معلم: Hocine Bouleghlem