Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Accueil l'île de la physique - chimie Forum de physique - chimieListe de tous les forums de physique - chimie SupérieurOn parle exclusivement de physique/chimie, pour le supérieur principalement, les BTS, IUT, prépas... LicenceForum Supérieur de licence ChimieTopics traitant de Chimie [tout]Lister tous les topics de physique - chimie
Niveau licence
Partager :

Thermochimie enthalpie libre

Posté par
rominai25 06-12-16 à 20:22

Bonjour, j'ai fais un autre exercice pour m'entraîner ^^ pour lequel j'aurais besoin de votre approbation. Merci de votre temps pour m'aider à comprendre.

Ch4(g) + CO2(g) --> 2CO(g) + 2H2(g)

Données :

fHT0 (CH4(g)) = -74,81 kJ/mol
fHT0 (CO2(g)) = -393,505 kJ/mol
fHT0 (CO(g)) = -110,541 kJ/mol
fHT0 (H2(g)) = 0 kJ/mol

ST00 (CH4(g)) = 186,26 J/K/mol
ST00 (CO2(g)) = 213,77 J/K/mol
ST00 (CO(g)) = 199,66 J/K/mol
ST00 (H2(g)) = 130,68  J/K/mol

1. Calculer rH0298 et rS0298.

rH0298 = -1 x -74,81 - 393,55 + 2x-210,541+2x0 = 47,278 kJ/mol

rS0298 = -1x186,26-213,77 + 2x199,66 + 2x130,68 = 260,25 J/K/mol

2. On porte à 1000 K et sous p= 1 bar un mélange renfermant 0,1 mole de chacun des constituants. Si la pression et la température restent constantes, étudier l'évolution du système. On admettra que rH0298 = rH01000 et rS0298 =rS01000

rG01000 = rH0298 - TrS0298 = -212972 J/mol

rG< 0 alors d > 0, la réaction évolution de gauche à droite, formation de C0 et H2

Posté par
vanoisere : Thermochimie enthalpie libre 06-12-16 à 20:33

Je n'ai pas pris le temps encore de vérifier tes calculs mais a priori : tu confonds l'enthalpie libre standard de réaction \triangle_{r}G^{0} qui, pour une réaction donnée, ne dépend que de la température, avec l'enthalpie libre de réaction \triangle_{r}G qui dépend de \triangle_{r}G^{0} mais aussi du quotient de réaction...

Posté par
vanoisere : Thermochimie enthalpie libre 06-12-16 à 20:41

Tu as commis une erreur sur l'enthalpie standard de réaction...

Posté par
rominai25re : Thermochimie enthalpie libre 06-12-16 à 20:51

rH2980 = -1 x(-74,81) -393,505 + 2x(-110,541) +2x0 = -539,777 kJ/mol

Posté par
rominai25re : Thermochimie enthalpie libre 06-12-16 à 20:54

rG(P,T,) = rGT0 + RTln ((pi/p0)vi)

Posté par
vanoisere : Thermochimie enthalpie libre 06-12-16 à 21:04

OK !

Posté par
rominai25re : Thermochimie enthalpie libre 06-12-16 à 21:12

Or  GT0 = rHT0 - TrST0

Il reste à trouver K

Posté par
rominai25re : Thermochimie enthalpie libre 06-12-16 à 21:14

K = (PCo)² x P(H2)²/P(CH4)xP(CO2)

Posté par
vanoisere : Thermochimie enthalpie libre 06-12-16 à 21:23

Attention à ne pas confondre constante d'équilibre et quotient de réaction...

Posté par
vanoisere : Thermochimie enthalpie libre 06-12-16 à 23:08

Selon mes calculs :

\triangle_{r}H^{0}=247,23kJ/mol\quad;\quad\triangle_{r}S^{0}=260,65J.mol^{-1}.K^{-1}\quad;\quad\triangle_{r}G_{(1000)}^{0}=-13417J/mol

La constante d'équilibre K à 1000K vérifie :

\triangle_{r}G_{(1000)}^{0}=-R.T\cdot\ln\left(K\right)\quad;\quad K=\exp\left(\frac{-\triangle_{r}G_{(1000)}^{0}}{R.T}\right)=5,022

L'enthalpie libre de réaction du système vérifie :

\triangle_{r}G=\triangle_{r}G^{0}+R.T\cdot\ln\left(Q_{r}\right)
où Qr est le quotient de réaction. Dans le cas d'un mélange de gaz assimilables à des gaz parfaits comme ici :

Q_{r}=\frac{\left(\frac{P_{H2}}{P^{0}}\right)^{2}\cdot\left(\frac{P_{CO}}{P^{0}}\right)^{2}}{\left(\frac{P_{CH4}}{P^{0}}\right)\cdot\left(\frac{P_{CO2}}{P^{0}}\right)}
Les quatre quantités de gaz étant égale à l'instant initial, chaque pression partielle vaut P°/4. Le quotient initial vaut :

Q_{r}=\frac{1}{16}

L'enthalpie libre de réaction vaut à l'instant initial :

\triangle_{r}G=-13417-8,314\cdot1000\cdot\ln\left(16\right)=-36468J/mol
Cette valeur est strictement négative. Le système est chimiquement instable et va évoluer spontanément dans le sens direct. On peut aussi écrire :

\triangle_{r}G=\triangle_{r}G^{0}+R.T\cdot\ln\left(Q_{r}\right)=R.T\cdot\ln\left(\frac{Q_{r}}{K}\right)

L'équilibre sera atteint pour \triangle_{r}G=0  soit pour un quotient de réaction égal à la constante d'équilibre : Q_{re}=K .

Il te reste à remplir un tableau d'avancement pour trouver la composition finale du système à l'équilibre... Ce n'est pas parce que, dans le cas particulier de l'équilibre, constante d'équilibre et quotient de réaction ont même valeur qu'il faut confondre les deux notions...

Posté par
rominai25re : Thermochimie enthalpie libre 06-12-16 à 23:25

Pourquoi avons nous le droit de dire que

rG = R.T ln (Qr/K)

C'est surtout ce qui y a en rouge qui m'intrigue. Concernant le tableau d'avancement il me permet de trouver les pressions partiels de chacun des composants c'est bien ça.

Posté par
vanoisere : Thermochimie enthalpie libre 07-12-16 à 09:37

\triangle_{r}G_{(1000)}^{0}=-R.T\cdot\ln\left(K\right)
La différence de 2 logarithmes est le logarithme du quotient...

Posté par
rominai25re : Thermochimie enthalpie libre 09-12-16 à 22:18

Merci pour tous ce détail sa m'a beaucoup aidé Vanoise dans mes révisions.


Rechercher
Menu
Espace membre
Changer d'île
Mentions légales - Retrouvez cette page sur l'île de la physique - chimie
© digiSchool 2024

Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :

Rester sur la page

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !