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Chimie constant Kp

Posté par
Lolomesk 28-12-17 à 18:24

Bonjour,
Je bloque sur une exercice, quelqu'un pourrait-il m'aider ? Voici l'énoncé :

Calculer la constante Kp de la réaction :
N2+3H22NH3
À 25°C et p= 1 atm. On sait que ΔG° standard de NH3 est de -16485 J

J'ai cherché avec les formules
K = e-ΔG°/RT
Kp = (0,082*T) Δn*Kc
Mais je n'ai pas trouvé le bonne réponse qui est 6*105 atm-2

Posté par
vanoisere : Chimie constant Kp 28-12-17 à 19:19

Bonsoir

Cet exercice est "un peu" ancien : cela fait plus de quarante ans que les conditions standard correspondent à une pression de 1bar et non d'une atmosphère... Certes l'écart entre les deux est faible mais il existe des conventions internationales : autant les respecter ! L'enthalpie libre standard de réaction que tu fournis est rapporté à une mole d'ammoniac formée. Pour la réaction telle qu'elle est écrite (deux moles d'ammoniac), l'enthalpie libre standard de réaction vaut à 298,15K :

\Delta_{r}G^{0}=-2.16485=-32970J/mol

Note bien la notation actuelle pour une grandeur standard de réaction et aussi l'unité ! La constante d'équilibre thermodynamique à 298,15K vaut :

K=\exp\left(\frac{-\Delta_{r}G^{0}}{R.T}\right)=\exp\left(\frac{32970}{8,314.298,15}\right)\approx5,976.10^{5}

On peut écrire à l'équilibre :

K=\frac{\left(\frac{P_{NH3}}{P\text{\textdegree}}\right)^{2}}{\left(\frac{P_{N2}}{P\text{\textdegree}}\right)^{2}\cdot\left(\frac{P_{H2}}{P\text{\textdegree}}\right)^{3}}=\frac{P_{NH3}^{2}}{P_{N2}\cdot P_{H2}^{3}}\cdot\left(P\text{\textdegree}\right)^{2}=K_{P}\cdot\left(P\text{\textdegree}\right)^{2}

Si toutes les pressions sont mesurées en bar :

\left(P\text{\textdegree}\right)^{2}=1bar^{2}\quad donc\quad K_{P}=5,976.10^{5}bar^{-2}\approx6.10^{5}atm^{-2}

Posté par
Lolomeskre : Chimie constant Kp 28-12-17 à 22:46

Merci beaucoup pour votre aide mais je ne comprends pas, pourquoi faire intervenir des bars ?
Qu'est-ce que Po2 je n'en ai jamais entendu parler.

Posté par
vanoisere : Chimie constant Kp 28-12-17 à 23:06

P° est la pression standard qui, par convention internationale, vaut 1bar. Autrefois, on posait P°=1atm mais l'écart entre les deux est faible.
La constante thermodynamique d'équilibre fait intervenir les activités des réactifs et des produits. Pour un gaz parfait, cette activité est le rapport(pression partielle du gaz/pression standard de référence)...
Pour l'ammoniac par exemple, l'activité vaut : \frac{P_{NH3}}{P\text{°}} où P° est la pression standard et P_{NH3} la pression partielle de l'ammoniac.
Je ne suis pas sûr que ton cours soit bien "actualisé"... As-tu bien compris ce qu'est une grandeur standard de réaction ?

Posté par
Lolomeskre : Chimie constant Kp 29-12-17 à 08:53

Qu'entendez vous par grandeur standard de réaction ?
Dans mon cours, il est simplement mis que :  
Kp = (P2NH3)/PN2*P3H2
Et que pour des gaz considérés comme parfait il existe une relation entre Kp et Kc :
Kp = (0,082*T) Δn*Kc
Voilà tout ce que j'ai sur le sujet ...

Posté par
vanoisere : Chimie constant Kp 29-12-17 à 11:49

Et rien dans ton cours sur la constante thermodynamique ? C'est pourtant la plus importante ! On peut très bien se passer des autres ; d'ailleurs, Kp, Kc et Kx ne sont plus au programme en France depuis une vingtaine d'années dans de nombreuses filières.
Je peux te fournir un lien vers une fiche de thermodynamique chimique assez complète mais sans doute d'un niveau plus élevée que ce que tu recherches. Tu y trouveras tout de même à la partie (II) des informations sur les conditions standard, les grandeurs standard de réaction (leurs notations et les unités en particulier) et la constante thermodynamique d'équilibre.

Posté par
vanoisere : Chimie constant Kp 29-12-17 à 11:55

Citation :
Qu'entendez vous par grandeur standard de réaction ?

Tu poses cette question et l'énoncé fournit l'enthalpie libre standard de la réaction écrite pour une mole d'ammoniac formée...

Posté par
Lolomeskre : Chimie constant Kp 29-12-17 à 12:28

Merci pour le lien, Kc, Kp sont toujours au programme en belgique c'est pour ça.
La constante thermodynamique c'est bien K ?

Posté par
vanoisere : Chimie constant Kp 29-12-17 à 13:23

Citation :
La constante thermodynamique c'est bien K ?

Oui ! C'est une constante sans dimension (dimension égale à 1 comme on dit aussi) qui peut se calculer à partir des tables thermodynamiques grâce à la relation que tu as déjà écrite :

K=\exp\left(\frac{-\Delta_{r}G^{0}}{R.T}\right)
Une fois déterminée cette constante, il est possible, si on le juge utile, d'obtenir Kp et Kc comme je l'ai fait pour Kp dans un message précédent.

Posté par
Lolomeskre : Chimie constant Kp 29-12-17 à 13:25

En faisant *P°2 c'est bien ça avec P°2 qui vaut 1 bar ?

Posté par
vanoisere : Chimie constant Kp 29-12-17 à 13:30

Presque !
On obtient :
K = Kp.(P°)2
Puisque : (P°)2=1bar2 et que K est sans dimension, cela donne bien Kp exprimée en bar-2.

Posté par
Lolomeskre : Chimie constant Kp 29-12-17 à 13:32

D'accord, merci d'avoir accordé du temps à ma question.


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