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Niveau maths sup
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Thermochimie

Posté par
YvanD
30-08-10 à 10:54

Salut tout le monde,

On considère la réaction d'oxydation du dioxyde de soufre 2 SO_2 + O_2 = 2 SO_3 à T = 700 K sous une pression de 1 bar, en phase gazeuse.

Je connais le \Delta_r H^0 (T=700 K) (calculer à la première question) et les Cp° molaires des espèces chimiques citées, qui sont supposés indépendants de la température..

Voici où je bloque :

On part de 10 moles de SO_2, 10 moles de O_2, 40 moles de N_2 à T = 700 K.
On obtient 9 moles de SO_3 à la fin de la réaction à la température T_f.
La réaction a lieu suffisamment rapidement pour que l'on puisse la considérer adiabatique. Elle a lieu sous une pression de 1 bar.

Déterminer la température finale T_f du système.

Je ne sais vraiment par où commencer ! Merci d'avance pour votre aide.

Posté par
Bifrost
re : Thermochimie 30-08-10 à 11:55

slt YvanD,

Pour determiner cette température cde flamme decompose la rection en 2 étapes :

1/ reaction chimique s'effectue a la temp initiale T, seule la composition chimique varie, l'avancement varie xi et xf.

2/ la composition ne varie plus , reactifs et produits s'echauffent de la temp T a la temp finale Tf en absorbant la chaleur degagee lors de l'etape 1.

H = H1 + H2 = Qp= 0 (car adiabatique)

avec H1= rH°(T=700K)(xf - xi)
et H2= Cp(Tf - Ti).

Posté par
Bifrost
re : Thermochimie 30-08-10 à 12:00

H2 s'ecrit sous cette forme car les Cp° molaires des espèces chimiques sont supposés indépendants de la température. Il faut calculer Cp.

Posté par
YvanD
re : Thermochimie 30-08-10 à 13:03

Merci bcp de ton aide Bifrost.

Je pense avoir à peu près tout compris, mais à quoi sert la présence de N_2 ? Faut-il en prendre compte dans la somme (cf plus bas) ?
Je n'aurai jamais eu une telle idée !!

Si j'ai bien compris, on procède ainsi, on veut calculer
3$
 \\ H(T_f,\xi_2)-H(T_i,\xi_2)
 \\ = [ H(T_f,\xi_2) - H(T_i,\xi_2)] + [ H(T_i,\xi_2) - H(T_i,\xi_1) ]
 \\ = [ \sum_k n_k C_{pm}^k (T_f-T_i) ] + [ (\xi_2-\xi_2) \Delta_r H^0 (T_i) ]
 \\ = 0
 \\

C'est exactement ce qui tu as écrit mais plus mathématique que physique.

Posté par
Boltzmann_Solver
re : Thermochimie 30-08-10 à 13:18

Bonjour à tout les deux,

Avant toute chose.

L'idée est là. Par contre, la rédaction, non.

H = U + PV + VP.
La réaction est monobare. Donc, P = 0. Et la réaction est adiabatique, donc, U = W = -P.V. Donc, H = -PV+PV = 0.

La suite est bonne. Variation d'entropie lié à la réaction et à la capacité thermique du gaz.

N2 sert à mettre le système sous une pression correcte (c'est un gaz neutre, donc, n'intervient pas dans la réaction. Par contre, il compte pour la capacité thermique molaire.

Posté par
YvanD
re : Thermochimie 30-08-10 à 13:22

Merci pour cet éclaircissement.



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