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Enthalpie molaire standard de réaction

Posté par
Anais10
14-03-18 à 08:14

Bonjour

J'ai un exercice mais je n'arrive pas à calculer les Quantités de chaleur pour en déduire l'enthalpie standard de Réaction.

200 mL de solution de sulfate de cuivre à 0,2 mol/L et 6 g de zinc sont mélangés dans un calorimétre. La température finale est de 30°C. La température initiale de la solution de sulfate de Cuivre est de 20°C.

Données :
Capacité Calorifique du Calorimètre = 170 J.K-1 kg -1
Capacité Thermique Massique du Cuivre Métallique = 385 J.K-1 kg -1
Capacité Thermique Massique du Zinc Métallique = 388 J.K-1 kg -1
Capacité Thermique Massique de la Solution de Ce = 4,18.10^3 J.K-1 kg -1
Masse Volumique de la solution avant et après transformation = 1,0.10^3 kg.m^-3


J'ai fait un tableau d'avancement :
Cu2+ (aq) + Zn (s) = Cu (s) + Zn 2+ (aq)
0,09               0,04           0                        0
0                     0,05            0,04            0,04        

n0 (Zn) = m / M = 6 / 65 = 0,09 mol
n0 (Cu2+) = C * V = 0,2 * 200 .10-3 = 0,04

Le réactif limitant est donc Cu 2+.

Les différents sous systèmes sont :
- Le calorimétre Q1
- La solution Q2
- La réaction de transformation Q3
- Le zinc Q4
- Le cuivre Q5

Q1 = 170 * (30 - 20)
Q2 = 0,2 * 4,18.10^3 * (30-20) avec m = masse volumique * V = 1.10^3 * 0,0002 = 0,2 kg
Q3 inconnue
Q4 = 0,006 * 388 * (30-20)
Q5 = 200.10^-3 * 385 * (30-20)

Je ne sais pas si mes application numériques sont bonnes surtout pour la température.

Ensuite, dans mon cours, j'ai Qp = Avancement * Enthalpie Standard de Réaction. Le Qp correspond à celui de la réaction de Transformation et donc à Q3 ? Mais comment en déduire

Merci

Posté par
vanoise
re : Enthalpie molaire standard de réaction 14-03-18 à 12:30

Bonjour
l'évolution se déroule de manière isobare. Les quantités de chaleurs échangées correspondent à des variations d'enthalpie. L'enthalpie étant une fonction d'état, tu peux calculer la variation d'enthalpie H de l'ensemble {calorimètre - contenu de celui-ci} en imaginant l'évolution fictive suivante :
étape n° 1 : réaction chimique à 20°C ; la variation d'enthalpie correspondante est :
H1=x.r(293)
avec x : avancement en mole.
étape n° 2 : le calorimètre et son contenu après réaction passe de 20°C à 30°C de manière isobare. La variation d'enthalpie correspondante est :
H2=Cp.T
avec T=10K et Cp : capacité thermique isobare du calorimètre et de son contenu après réaction. C'est là qu'interviennent les capacités thermiques massiques fournies par l'énoncé.
Comme l'évolution globale est adiabatique (calorimètre parfaitement isolé) :
H=H1+H2=0
Cela conduit à une équation où la seule inconnue est r(293).

Posté par
Anais10
re : Enthalpie molaire standard de réaction 14-03-18 à 14:21

Merci

On a donc H1=x.rH°
Et H2=Cp. T

H=H1+H2=0
x.rH° + Cp. T = 0

rH° = (-Cp * T) / x = (-Cp * 10) / 0,04

Mais Cp correspond à la somme Cp Zinc + Cp Cuivre + Cp Solution ?
Merci

Posté par
vanoise
re : Enthalpie molaire standard de réaction 14-03-18 à 15:19

Citation :
Mais Cp correspond à la somme Cp Zinc + Cp Cuivre + Cp Solution ?

C'est bien cela. Tu obtiens une enthalpie standard de réaction négative car la réaction est exothermique.



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