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Enthalpie molaire standard du Methanol (g)

Posté par
confiture96 05-02-16 à 19:34

Bonsoir,

J'ai un exercice ou je dois calculer l'enthalpie molaire standard de la réaction de synthese du méthanol.
J'ai cette équation :

CO(g) + 2H2 (g) = CH3OH (g)

Pour m'aider, j'ai les données des enthalpies des liaisons HH, CH, CO, OH et aussi de la molécule CO.

Je sais qu'il faut construire un cycle thermodynamique mais je n'y arrive pas.

Merci d'avance

Posté par
vanoisere : Enthalpie molaire standard du Methanol (g) 05-02-16 à 19:45

Bonsoir,
Ton énoncé n'est pas très précis sur deux points :
l'énergie de liaison CO est l'énergie de la liaison CO de la molécule CO(g) ou de la molécule CH3OH(g) ?
"et aussi de la molécule CO" : pas très clair, non ?

Posté par
vanoisere : Enthalpie molaire standard du Methanol (g) 05-02-16 à 20:42

L'idée générale consiste à utiliser le fait que l'enthalpie est une fonction d'état. On imagine la transformation du système 1 au système 2 par deux "chemins" différents :
1° directement :  la variation d'enthalpie est H1
2° en passant par le système 3 : la variation d'enthalpie est : H2 + H3.
propriété des fonctions d'état : H1 = H2 + H3
Évidemment, tous les constituants figurant sur le schéma sont à la même température dans les conditions standard.
Il te reste à exprimer les variations d'enthalpie en fonction des données fournies.

Enthalpie molaire standard du Methanol (g)

Posté par
confiture96re : Enthalpie molaire standard du Methanol (g) 05-02-16 à 21:17

Merci pour votre réponse rapide!

justement l'énoncé n'est pas clair et je ne comprends pas ce que représente la donnée liée à CO.
J'ai simplement un tableau avec

LiasonEnthalpies
molécule CO1072
H-H435
C-H402
C-O385
O-H443


Dans le cycle que vous m'avez fourni il faudrait que je connaisse les enthalpies avec les corps purs etc. or je n'ai pas ces données dans l'énoncé du coup je ne pense pas que ce soit ce cycle à utiliser

Posté par
vanoisere : Enthalpie molaire standard du Methanol (g) 05-02-16 à 23:04

Probablement que la première ligne correspond à l'énergie de la liaison C O de la molécule CO(g) alors que l'avant- dernière ligne correspond à l'énergie de la liaison C O de la molécule CH3COH(g)
Pour assurer l'homogénéité et ne pas mélanger les kJ/mol et les kJ ,  je pose ξ =1mol (avancement final de la réaction supposée totale) .
La variation d'enthalpie de la transformation directe 12 vaut : H1=ξ.rH°.
L'étape 13 correspond à la coupure de 2 moles de liaisons H-H et à la coupure d'une mole de liaisons C 0  (liaison C O de la molécule CO(g))
L'étape 3 2 correspond à la formation de 3 moles de liaisons C - H, 1 mole de liaisons O-H et une mole de liaisons C-O (liaisons de la molécule CH3COH(g)).
Je te laisse faire les calculs. Dans ces conditions, on arrive à une enthalpie molaire de réaction :
rH°=-92kJ/mol
L'hypothèse que j'ai faite au départ sur les deux liaisons C O est très probablement correcte car les tables thermodynamiques classiques donnent à 25°C : rH°=-91kJ/mol. Compte tenu des approximations faites et des arrondis de calcul, le résultat paraît très cohérent.

Posté par
vanoisere : Enthalpie molaire standard du Methanol (g) 05-02-16 à 23:19

Deux remarques supplémentaires :
1° : J'ai supposé que les données numériques correspondent à des kJ/mol.
2° : Pour renforcer l'hypothèse faite , on peut remarquer que  l'énergie de la liaison C O correspondant à la première ligne est "presque" le triple de l'énergie de la liaison C 0 de l'avant dernière ligne. Écris les formules développées des molécules CO et CH3COH et tu comprendras ...

Posté par
vanoisere : Enthalpie molaire standard du Methanol (g) 05-02-16 à 23:25

étourderie : lire ma dernière phrase de la façon suivante :
Écris les formules développées des molécules CO et CH3OH et tu comprendras ...
J'ai commis la même faute de frappe également dans le message de 23h04. Désolé mais cela ne devrait pas t'empêcher de comprendre.

Posté par
confiture96re : Enthalpie molaire standard du Methanol (g) 06-02-16 à 07:16

merci! il y a juste une dernière que je ne comprends pas, j'ai retenu que lorsqu'on coupait une liaison on arrivait forcement aux composés sous leurs formes corps purs dans leurs états le plus stable, or ici quand vous m'indiquez que je vais obtenir 4H(g) n'es-ce pas plutôt 2H2 (g) et si c'est le cas qu'es-ce que cela change?

Posté par
confiture96re : Enthalpie molaire standard du Methanol (g) 06-02-16 à 11:50

confiture96 @ 06-02-2016 à 07:16

merci! il y a juste une dernière que je ne comprends pas, j'ai retenu que lorsqu'on coupait une liaison on arrivait forcement aux composés sous leurs formes corps purs dans leurs états le plus stable, or ici quand vous m'indiquez que je vais obtenir 4H(g) n'es-ce pas plutôt 2H2 (g) et si c'est le cas qu'es-ce que cela change?


C'est bon enfaite j'ai compris mais je ne trouve pas le resultat que vous trouvez mais plutôt -993kJ/mol ce qui me paraît beaucoup...
J'ai utilisé la loi de Hess et fait ce calcul:

H0 = LCO - (3 LCH + LCO + LOH )

et donc ça me donne 900 et des brouettes ...

Merci d'avance pour m'aiguiller

Posté par
vanoisere : Enthalpie molaire standard du Methanol (g) 06-02-16 à 12:16

Bonjour,
Tu as oublié la transformation de H2(g) en atomes H. Examine à nouveau le schéma fourni hier à 20h42.
Selon moi :
\begin{cases} \\ \text{Il faut fournir de l'énergie aux molécules pour couper les liaisons} & \triangle H_{2}=\xi\left(2E_{HH}+E_{CO}(mol\acute{e}culeCO)\right)\\ \\ \text{créer les molécules libère de l'énergie vers l'extérieur} & \triangle H_{3}=-\xi\left(3E_{CH}+E_{OH}+E_{CO}(mol\acute{e}culeCH3OH)\right)\\ \\ \text{l'enthalpie est une fonction d'état} & \triangle H_{1}=\triangle H_{2}+\triangle H_{3}\;avec\;\triangle H_{1}=\xi\triangle_{r}H^{0}\\ \\ \text{après division par l'avancement \ensuremath{\xi}} & \boxed{\triangle_{r}H^{0}=2E_{HH}+E_{CO}(mol\acute{e}culeCO)-3E_{CH}-E_{OH}-E_{CO}(mol\acute{e}culeCH3OH)}\\ \\ \text{application numérique :} & \triangle_{r}H^{0}=1072+2\cdot435-3\cdot402-385-443=-92kJ/mol \\ \end{cases}

Posté par
vanoisere : Enthalpie molaire standard du Methanol (g) 06-02-16 à 12:32

Citation :
j'ai retenu que lorsqu'on coupait une liaison on arrivait forcement aux composés sous leurs formes corps purs dans leurs états le plus stable,

Je crois que tu as tort : si on coupe toutes les liaisons on obtient des atomes. Je me demande si tu ne confonds pas ici atomes et corps simples.
Concrètement ici, pour obtenir la réaction 12 on peut imaginer deux étapes :
- l'étape 13 au cours de laquelle on casse toutes les liaisons y compris les liaisons des corps simples comme le dihydrogène.
- l'étape 32 au cours de laquelle on crée de nouvelles liaisons mais évidemment pas les mêmes qu'à l'état initial, sinon il n'y aurait pas de réaction chimique !

Posté par
confiture96re : Enthalpie molaire standard du Methanol (g) 06-02-16 à 15:16

Le fait est, j'avais oublié H2 , merci beaucoup c'est beaucoup plus clair maintenant!

J'ai ensuite une autre question, on me demande de calculer la constance d'équilibre K0 de cette réaction a 523K, pour données j'ai en plus des précedentes, rS0 = -243 J/mol/K et rH0= -99,6kJ/mol

Je ne peux pas utiliser Van't Hoff car je n'ai pas la constance d'équilibre de départ ni les concentrations des réactifs et je n'ai jamais utilisé l'entropie pour calculer ce genre de chose alors je ne vois vraiment pas comment faire..

Posté par
vanoisere : Enthalpie molaire standard du Methanol (g) 06-02-16 à 15:35

Quelques éléments de réponses :

\triangle_{r}G_{(T)}^{0}=\triangle_{r}H_{(T)}^{0}$-T$\cdot\triangle_{r}S_{(T)}^{0}$$\qquad et\qquad\triangle_{r}G_{(T)}^{0}=-RT\cdot\ln\left(K_{(T)}^{0}\right)
Les enthalpies standard et entropies standard de réactions sont probablement données à 25°C mais j'imagine que tu es habitué à utiliser l'approximation de Ellingham : tu considères les enthalpies standard et entropies standard de réactions indépendantes de la température sur tout intervalle de températures ne faisant pas intervenir de changement d'état physique des constituants intervenant dans la réaction étudiée.

Posté par
confiture96re : Enthalpie molaire standard du Methanol (g) 06-02-16 à 18:55

merci! en effet c'était tout bête mais je ne connaissais pas cette loi.
La constante est bien en K-1 ?

Posté par
vanoisere : Enthalpie molaire standard du Methanol (g) 06-02-16 à 20:15

Citation :
La constante est bien en K-1 ?

Une constante thermodynamique est toujours sans dimension ; RT à la même dimension que l'enthalpie libre standard de réaction : une énergie molaire ; ln(K°) est sans dimension ainsi que K°.

Posté par
confiture96re : Enthalpie molaire standard du Methanol (g) 06-02-16 à 20:21

Ah bon ? Je suis surprise, j'ai fait le calcul par analyse dimensionnelle.
Bon ba j'ai du me tromper, merci en tout cas!

Posté par
vanoisere : Enthalpie molaire standard du Methanol (g) 06-02-16 à 22:52

Citation :
Je suis surprise, j'ai fait le calcul par analyse dimensionnelle.

Pour l'analyse dimensionnelle, le plus simple est de partir de la relation suivante qui s'obtient de façon immédiate à partir des relations fournies aujourd'hui à 15h35 :

K^{0}_{(T)}=\exp\left(\frac{-\triangle_{r}G_{(T)}^{0}}{R\cdot T}\right)

Posté par
confiture96re : Enthalpie molaire standard du Methanol (g) 07-02-16 à 18:23

j'avais utilisé cette expression mais j'ai en effet fait une faute de frappe, merci beaucoup en tout cas


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