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Thermochimie

Posté par
rominai25
06-12-16 à 11:01

Bonjour, je suis en révision pour la thermochimie sur l'enthalpie, entropie, enthalpie libre standard. J'espère que vous pourrez m'expliquer deux trois petites méthodes pour ce genre d'exercice ^^". Merci par avance de votre aide

La synthèse industrielle de cyclohexane consiste à hydrogéner le benzène :
              C6H6(g) 3H2 -> C6H12(g)

1. A partir des tables, exprimer : rH0(T),rS0(T),rG0(T)
a. En admettant que rC0p(T)=0

Avec rC0p(T)=0 je peux dire que
rH0T = rH0298

rS0T =rS0298

ainsi rG0T = rH0298  -  TrS0298

rH0298 = fH0298

rS0298=s0298

J'aimerais avoir votre avis concernant déjà pour cette première question avant de continuer :s

b. En tenant compte des capacités calorifiques Cp (indépendantes de T.

2. Application numérique :
a. Calculer rH0,rS0 et rG0 à 400 K.

b. Comparer les valeurs numériques obtenues pour les relations simplifiés et pour les relations complètes.

Posté par
Torn
re : Thermochimie 06-12-16 à 11:06

Oui ça doit être ça

Posté par
rominai25
re : Thermochimie 06-12-16 à 11:09

Ah super merci j'envoie la suite dans la journée :p

Posté par
Torn
re : Thermochimie 06-12-16 à 11:11

Quelques conseils pour ce genre d'exercices, attention aux unités pour les applications numériques et à taper les bonnes valeurs. Pas de méthode magique en thermochimie malheureusement. Faire des cycles si ça peut t'aider.

Posté par
rominai25
re : Thermochimie 06-12-16 à 18:02

rST0=rS2980  +  rCp0T0T dt/T

avec rH2980 = fH2980

rHT0=rH2980  +  rCp0T0T dt

avec rS2980 =S2980

C'est pour la question 2.

Désolé si les formules sont pas jolies

Posté par
rominai25
re : Thermochimie 06-12-16 à 18:42

Les valeurs
fHTo (C6H6(g)) =82,930
fHTo (C6H12(g)) =-123.130
fHTo (H2(g) = 0

fSTo0 (C6H6(g))= 269,31
fSTo0 (C6H12(g))= 298,30
fSTo0 (H2(g))= 130,68

Cp(C6H6(g)) = 81,8
Cp(C6H12(g)) = 105,5
Cp(H2(g)) = 28,7

rH4000 = rH2980  +  Cp0TT0dT

rH2980 = -206,0x103 JK/mol
Cp0 = -62,4 JK/mol

rH4000 =-212424,8 JK/mol

rS4000 = rS2980  +  Cp0TT0dT

rS2980 = -363,05x103 JK/mol

rS4000 = -363068,388 JK/mol

G400 = rH2980  -  TrS2980 =145013940 JK/mol

G400 = rH4000  -  TrS4000 =145014922,7 JK/mol

On constate qu'il y a une différence 982,7 JK/mol en négligeant Cp.

Posté par
anniejeanne
re : Thermochimie 06-12-16 à 19:04

Une remarque au passage ... ( je ne vérifie pas les calculs )
Les  données ayant au maximum 5 chiffres significatifs ... les résultats seront donnés avec 5 chiffres significatifs au maximum ... soit pour deltarG°l ...14501,4 J/mol ce qui signifie que l'on ne fait pratiquement pas d'erreur en négligeant l'influence des Cp ...Pour les deltarH° on a 3% de différence et pour les deltarS° ... verifie tes calculs car il doit y avoir une erreur ... tes données sont bien trop grandes !

Posté par
rominai25
re : Thermochimie 06-12-16 à 19:23

J'ai vérifier mes calculs et je ne vois pas d'erreur, mes valeurs sembles grandes parce qu'elles sont en joules et non en kilojoules peut-être ?

Posté par
vanoise
re : Thermochimie 06-12-16 à 20:27

Bonsoir

Citation :
tes données sont bien trop grandes

anniejeanne a tout à fait raison ! Tu as commis l'erreur hyperfréquente chez les étudiants consistant à mélanger J/mol et kJ/mol ; les tables fournissent les enthalpie molaires de formation en kJ/mol : tu en as tenu compte mais elles fournissent les enthalpies molaires et J.mol-1.K-1. Dans ces conditions :

\triangle_{r}S_{(298)}^{0}=-363,05J.mol^{-1}.K^{-1}

Posté par
rominai25
re : Thermochimie 06-12-16 à 20:43

En effet !
Du coup on a plutôt :
S0298 = 363,05 J/mol/K
S0400 =
= -363,05 + (-62,4)ln(400/298)
=-381,41  J/mol

Ainsi
rG0298 = rH0298 - S0298 = -206,06x103 - 400x(-363,05) = -60840 J/mol

C'est bien correct c'est fois-ci ?

Posté par
vanoise
re : Thermochimie 06-12-16 à 21:03

OK !
Alors que le calcul précis conduit à -60097J/mol ; l'écart relatif est ainsi seulement de 1,2% ; cela valide ici  l'approximation de Ellingham consistant à considérer rH° et rS° comme indépendants de la température sur tout intervalle de températures ne faisant pas intervenir de changement d'état physique de constituant...

Posté par
rominai25
re : Thermochimie 06-12-16 à 23:26

C'est peut-être une question idiote mais comment fait vous le pourcentage d'erreur ?

Posté par
rominai25
re : Thermochimie 06-12-16 à 23:50

Pour c'est bien :
rS4000 = -363,05 - 62,4x ln (400/298)=-381,41 J/mol

et

rH4000 = -206,06x103 -62,4 (400-298) = -212424,8

Et du coup :

rG400= -212424,8 - (-381,41)x400 = -59860,8 J/mol.

Posté par
vanoise
re : Thermochimie 07-12-16 à 09:35

L'écart relatif s'obtient en divisant la différence par l'une des deux valeurs (peu importe laquelle si l'écart est faible)... Multiplie par 100 pour avoir le pourcentage.

Posté par
rominai25
re : Thermochimie 09-12-16 à 22:09

Par exemple ici je peut faire
((-212424,8-(-59860,8))÷212424,8)×100 =71%

Posté par
vanoise
re : Thermochimie 09-12-16 à 23:14

Tes calculs de thermochimies sont corrects mais pas ton écart relatif. Je résume :
1° : méthode rigoureuse :
r400=r400-400.r400=-59857J/mol
Le très léger écart que j'obtiens par rapport à toi s'explique sans doute par les arrondis : je conserve tous les chiffres de ma calculatrice en mémoire et j'arrondis à 5 chiffres significatifs seulement pour le résultat final.
2° : approximation d'Ellingham consistant à considérer les enthalpies et entropies standard de réactions indépendantes de la température en absence de changement d'état :
r400=r298-400.r298=-60840J/mol

écart relatif sur la valeur absolue, exprimé en pourcentage :

100\cdot\frac{60840-59857}{59857}\approx1,6\%
Remarque : j'avais commis une erreur d'arrondi dans mon message du 6/12...

Posté par
rominai25
re : Thermochimie 12-12-16 à 15:50

Merci beaucoup pour vos réponses et votre aide une fois de plus ^^



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