Exo ou endothermie

[Kavey]

Bonjour, j'ai un exercice dans lequel sont données les enthalpies libres à des températures données, qui sont :
à T=20°C K=3,98
à T=35°C K=3,27
à T=40°C K=2,96

Et la première question est : "Interpréter qualitativement les données. La réaction est-elle endo ou exothermique?"

Malheureusement je ne vois pas ce qu'ils veulent dire par "interpréter qualitativement", et de plus je ne sais pas comment déterminer si la réaction est endo ou exothermique...

J'ai seulement calculé l'enthalpie libre grâce aux constantes d'équilibre données et j'ai vu que chacune était négative ce qui implique que la réaction est exergonique et que le sens de la réaction est le sens spontanée, mais c'est tout. Et la question que je me posais c'était est-ce que le fait que la soit exergonique par exemple implique que la réaction soit exothermique? Ou bien inversement, si elle est exergonique alors la réaction est endothermique.

Je vous remercie d'avance.
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[Kavey]

L'interprétation qualitative ne serait pas, que plus la température augmente et plus la réaction se rapproche de l'équilibre? Etant donné que l'enthalpie libre se rapproche de zéro. =S

[Kavey]

Je viens de penser à autre chose... Vu que la réaction est exergonique aux températures données, cela veut dire qu'il y a dégagement d'énergie par la réaction et donc que le milieu chauffe à cause de cette énergie dégagée non? Et donc que la réaction est exothermique?

Mon raisonnement est-il bon? =S

[moco]

Non.
Tu étudie l'équilibre d'une réaction quelconque qui s'écrit de manière générale
A + B <--> C + D.
La constante d'équilibre vaut K = [C][D]/[A][B]
On voit qu'elle diminue quand la température augmente.
Donc, si T augmente, on fabrique moins de C et de D, donc la réaction évolue vers la gauche.

Or, selon le principe de Le Chatelier, la nature fait évoluer un système en équilibre de manière à contrecarrer toute perturbation. Si tu chauffes ton système initialement à l'équilibre, la nature réagit en favorisant la réaction qui absorbe cette chaleur, donc la réaction endothermique.
Ici, si tu chauffes, la nature favorise la réaction formant plus de A et de B. Donc cette réaction vers la gauche est endothermique.
Donc la réaction vers la droite est exothermique

[A voir en vidéo sur Futura]

[Kavey]

Ah d'accord! Donc si je comprends bien mon raisonnement est faux mais ma réponse juste? xD

[moco]

Tu avais une chance sur deux de tomber juste, même en tirant au sort !..

[Kavey]

Oui j'avoue! LOL par contre il y a une partie de ta réponse que je ne comprends pas parfaitement =S c'est : "Donc, si T augmente, on fabrique moins de C et de D, donc la réaction évolue vers la gauche."

Je comprends qu'on fabrique moins de C et de D car on se rapproche de l'équilibre mais pourquoi dire que la réaction évolue vers la gauche?

[moco]

Oh, mais alors là. Ce que tu dis montre que tu n'as rien compris ! Mais rien ! Aïe !
Tu n'as pas compris ce que c'est qu'un équilibre chimique.
On dirait que tu crois que l'équilibre, c'est le cas où il y a la moitié des molécules sous forme A et B, et la moitié sous forme C et D.
Grave erreur !
Dans les trois cas, à 20°C, à 35° et à 40°C, on est toujours à l'équilibre, et il n'y a jamais autant de A,B,C et D.
Tu dis qu'on s'en rapproche de l'équilibre. Grave erreur ! On est toujours à l'équilibre. mais à l'équilibre, il y a des quantités très différentes de A, B, C et D, tant à 20°C, 30°C, que 40°C.
L'équilibre à 20°C, est atteint quand il y a à peu près 2 mol de C, 2 mole de D, 1 mole de A et 1 mole de B. Dans ce cas, la constante d'équilibre K serait K = 2·2/1·1 = 4. En effet, 4, c'est presque 3.98.

[Kavey]

Merci pour vos réponses. On a corrigé l'exercice et la réaction est effectivement exothermique, mais la manière dont le prof a justifié cette réponse m'est assez étrange =S

En effet, il a justifié par la loi de Van't Hoff en disant :
= -^°/RT²
strictement inférieur à 0, ^° strictement inférieur à 0 ==> la réaction est exothermique.

La chose que je ne comprends pas c'est comment peut-il affirmer que est strictement inférieur à 0? On voit seulement que lorsque T augmente, K diminue et donc que le rapport se rapproche de 0 non? =/ Je suis perdu pourriez-vous m'aider?

[moco]

Je prends tes données.
T=20°C K=3,98 : lnK = 1.381
T=35°C K=3,27 : lnK = 1.185
T=40°C K=2,96

Entre la 1ère et la 2ème mesure, on remplace les différentielles par des accroissements :
dT = 15°C ; dlnK = - 0.196
Donc : dlnK/dT = - 0.196/15 = - 0.013
C'est négatif !!!

[Kavey]

Ah je vois, mais comment as-tu trouvé le LnK de 15°C?

[moco]

Décidément, tu as bien de la peine !
dT = 35°C - 20°C = 15°C

[Kavey]

J'avais compris que dT était égale à 15°C car 35-20=15!! Mais je te parle de tn LnK!!
Pour être plus précis comment as-tu trouvé "dlnK = - 0.196" ?

[moco]

Apparemment, tu ne sais même pas faire une soustraction !
1.381 - 1.185 = 0.196

Est-ce qu'il faudra aussi t'enseigner que 2 + 2 = 4 ?

[Kavey]

J'avais pas fait attention, tu n'as pas besoin d'être si désagréable hein. Je n'ai rien dit depuis le début du post mais bon la je trouve que tu abuses, certes je n'ai pas vu que c'était la différence des 2 valeurs de LnK entre 20 et 35°C, qui est certes un calcul facile aussi, mais tu as une façon pas très agréable de dire les choses je trouve. Si je pose des questions c'est parce-que j'ai du mal non? Donc si ça t'embête de répondre tu n'es pas obligé.

Quoi qu'il en soit merci tout de même.

[jeanne08]

- moco t'explique qu'il confond différentielles et variations ( petites ) autrement dit dLnK/dt = ( lnK1 -LnK2)/(T1 - T2) avec les indices 1 et 2 respectivement relatifs aux valeurs des couples 1 et 2 ...
- pour ce que t'a dit ton prof : la loi de Vant'Hof dit dLnK/dT = deltarH°/R T2
Ici on voit que la courbe LnK est une fonction decroissante de la température donc que la pente est négative ... dLnK/dT <0 donc deltarH° <0 donc réaction exothermique .

[Kavey]

Oui merci j'ai saisi la logique maintenant grâce a son explication.