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Thermochimie
Bonsoir,
Je m'adresse à vous car mon fils étant en bts d'analyse de biologie médicale, a un problème au niveau d'un exercice de physique-chimie qu'il doit rendre. Ayant de gros problèmes en physique-chimie, j'ai essayé de l'aider..malheureusement je n'ai pas réussi. Pouvez vous résoudre le problème afin que je lui explique comment faire.
L'exercice est :
A : Dismutation du dichlore
En solution dans l'eau, le dichlore dissous Cl2 (aq) donne lieu à l'équilibre de dismutation suivant :
Cl2 (aq) + 2H2O (aq) = HClO (aq) + Cl- (aq) + H3O+ avec une constante d'équilibre k = 4,82.10-4
1. Montrer comment on peut retrouver l'équation de réaction de dismutation. Données : couples HClO/Cl2 Cl]2/Cl-
pour ceci j'ai fais : Cl2 + H2O -> ClOH + Cl- + H+
2. Calculer l'enthalpie libre de réaction de cette réaction à 25 °C.
pour ceci je sais que nous devons calculer 
rG = rH° - T x rS°
donc je sais qu'il faut chercher rH°(T) ou rG° mais les seules données que nous avons dans l'exercice me bloque...
On considère que le système chimique est à l'équilibre.
3. Comment évoluera le système chimique si on augmente la concentration de dichlore dissous ? Comment évoluera le pH de la solution ?
4. Comment évoluera le système chimique si on rajoute de la soude dans la solution ?
5. Comment évoluera le système chimique si on rajoute de l'acide hypochloreux dans la solution ?
B : Combustion du glucose
1. Ecrire et équilibrer la réaction de combustion complète du glucose solide ( formule brute : C6H12O6) sachant qu'il se fomre du dioxyde de carbone gazeux et de l'eau liquide ?
Pour cette question, j'ai réussi à faire ceci : C6H1206(s) + 6O2(g) = 6 CO2(g) + 6H2O(l).
2. Déterminer la variation d'enthalpie standard de combustion du glucose.
J'ai calculé l'enthalpie standard de cette réaction et j'ai trouvé ceci : rH° = 6fH°(CO2(g)) + 6 H°f(H2O(l)) -H°f(C6H1206(s)) - 6 H°f(O2(g))
qui me donne : rH° = 6*(-393,5) + 6 (-285,8) - (-1268) = -2807,8 ~ -2808 kJ/mol.
3. Déterminer la variation d'entropie standard de combustion du glucose sachant que la variation d'enthalpie libre standard de combustion du glucose est de -2 867,5 kJ.mol-1 à 298K.
J'ai fais ceci : rG° =rH° - rS° ; rS°= (rH° - rG°) / T = (-2807,8+2 867,5) / 298 =0,2003 kJ mol-1 K-1 = 200,3 J mol-1
Donnés : H°f (Co2 (g)) = -393,5 kJ.mol-1H°f (H2O (l)) = -285,8 kJ.mol-1H°f (C6H12O6 (s)) = -1 268 kJ.mol-1H°f (O2 (g)) = 0 kJ.mol-1
Cordialement,
Jasmine
Edit Coll : niveau selon le profil que tu as déclaré
rG°=-R.T.ln(K) : cela permet d'avoir l'enthalpie libre standard de réaction.
Pour prévoir les sens d'évolutions spontanées, on peut raisonner sur les signes de l'affinité chimique du système vis à vis de la réaction ou plus simplement raisonner sur l'influence des ajouts sur le quotient de réaction Q. La comparaison de Q et K permet de connaître les sens spontanés d'évolution.
cherche dans cette direction et renvoie un message d'aide si tu n'y arrives pas.
Bonjour,
En faisant se que vous m'avez dis je trouve rG° = 18913,51679 KJ.mol-1 mais je ne vois pas comment résoudre la question 3, 4 et 5 ...
- pour la question 1 : il faut ecrire les deux demi-équations redox pour chaque couple et les combiner pour retrouver l'équation bilan de la dismutation
- pour la question de deltarG° : attention au nombre de chiffres significatifs ... ne pas en mettre trop !!
- pour les questions de déplacement d'équilibre : on t'a expliqué qu'il faut comparer Q ( quotient de réaction avant toute évolution ) et K ( constante d'équilibre). Donc bien revoir et comprendre la notion de quotient de réaction.
Pour le sens d'évolution, je t'aide pour le premier cas (l'ajout de Cl2) et tu feras la suite !
L'expression du quotient de réaction est ici :
où a désigne l'activité de chaque espèce. Dans le cas des solutions très diluées, l'activité du solvant (l'eau) est égale à 1. L'activité d'une espèce dissoute est numériquement égale à sa concentration exprimée en mol/L ; d'où l'expression simplifiée du quotient de réaction telle qu'elle est donnée en terminale :
À l'équilibre : Q = K, soit :
l'indice e correspondant aux concentrations à l'équilibre.
Supposons que l'on ajoute du dichlore sans modifier les autres concentrations, juste avant qu'un nouvel état d'équilibre ne se crée, le quotient de réaction devient :
avec [Cl2] > [Cl2]e.
La concentration en Cl2 apparaissant au dénominateur de l'expression du quotient, une augmentation de cette concentration diminue le quotient de réaction ; on obtient donc :
Q1 < K.
Il s'agit d'une situation de déséquilibre chimique. Tu as vu en terminale qu'alors :
si Q1 < K : évolution de la réaction chimique dans le sens direct, donc ici dans le sens de la dismutation
Remarques : une situation de déséquilibre chimique telle que Q1 > K conduit à une évolution spontanée de la réaction dans le sens inverse. Cela se démontre à partir de l'expression de l'affinité chimique du système vis à vis de la réaction mais je ne suis pas sûr que cela soit à ton programme.
Une petite remarque sur les unités. J'ai écrit dans mon message précédent : "L'activité d'une espèce dissoute est numériquement égale à sa concentration exprimée en mol/L" parce que l'activité est un nombre sans dimension. Pour être parfaitement rigoureux, il faudrait écrire (par exemple) :
avec c° = 1mol/L.
En général, on n'écrit pas les "c° " puisqu'ils sont égaux à 1mol/L mais il faut faire attention aux unités : j'ai lu dans un livre de Terminale S :
la constante d'autoprotolyse de l'eau est :
Ke = [H3O+]e.[HO-]e
avec à 25°C : Ke = 10-14 mol2L-2 !
Attention aussi à certaines expressions : la notation : rX° désigne la grandeur standard de réaction X : entalpie standard de réaction, entropie standard de réaction... pas la variation de cette grandeur !
Ne pas confondre le symbole qui désigne habituellement une variation et le symbole r qui désigne une grandeur de réaction.
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