Comparaison de 2 réactions chimiques grâce à DeltaG

[invitec80b66b6]

Bonjour,

j'ai trouvé dans la littérature deux réactions qui pourraient conduire à un même produit C:
1) A + 3B → C + 2E
2) 3A+ B → C + 2D

J'aimerais comparer ces 2 voies et leur thermodynamique en fonction de la température. Pour savoir sil elles sont spontanées ou non je cherche à calculer le DG (enthalpie libre de Gibbs)

Comme données, j'ai trouvé tous les DfH° et S°, d’où j'en ai calculé les DfG° grâce à la formule

J'ai donc accès aux deux DrG° (en KJ/mol):




J'obtiens 2 négatifs avec 4DrG°1 ~ DrG°2
Est-ce qu'on peut conclure que les deux réactions sont spontanées? Est-ce que la réaction 2 est plus favorable que la 1 car DrG°2 >> DrG°1 ?

A mon avis oui dans les conditions standards mais à une autre température? Comment faire si je n'ai pas la valeur des constantes d'équilibres K:

J'ai la valeur de K à une température donnée, donc je peux en déduire la valeur de DrG à cette température. Mais comment en déduire DrG quelque soit la température?vu que K n'est pas la même suivant la température.

Par ailleurs j'ai aussi trouvé l'évolution de DG mais en kJ cette fois pour la réaction 1, comment la comparer à l'énergie libre molaire DG en kJ/mol?

Merci de me dire si ma démarche est la bonne et de m'éclairer sur ce projet.
Tout avis est le bienvenu.
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[zorrax]

- reaction spontanée = > oui car DG <0 et K grd
- réaction 2 est plus favorable que la 1 car DrG°2 >> DrG°1 => je dirais oui meme si la cinetique nest pas prise en compte.
- pour trouver DG a une autre temperature il te faudra passer par DH et DS cest plus facile maintenant reste a savoir ce que tu as comme données .....
DH =DH° + int (des CpdT)

- DG mais en kJ => DG pour un certain nombre de moles a toi de revenir a une energie par moles...
-

[jeanne08]

Si tu as toutes les enthalpies de formation et toutes les entropies tu peux, dans un premier temps, supposer que ces valeurs sont indépendantes de la température et calculer deltarH°1, deltarH°2 , deltarS°1 et deltarS°2 donc voir comment varie les deltarG°1 et deltarG°2 avec la température tu pourras comparer les évolutions de K1 et K2

[invitec80b66b6]

D'accord jeanne08 et merci pour vos réponses.

J'ai donc calculé les pour les réactions 1 et 2.

Puis je calcule
ici la température varie, ce que j'obtiens est-ce bien ? car le zéro de
signifie bien 'conditions standards' donc à 298K?

Il me semble plus juste de faire l'intégrale des Cp comme suggéré par zorrax non? pour obtenir les en fonction de T puis pour S, je fais comment?

Je crois que j'ai les Cp en fonction de T de tous les composés, donc il ne reste plus qu'à faire l'intégration...

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitec80b66b6]

Voilà j'ai calculé les DrG° suivant Drg° = DrH° - TDrS° pour les 2réactions en fonction de la température.
J'obtiens donc DrG° en kJ/mol et bizarrement cela correspond aussi au DG en kJ de la littérature, il doit y avoir une coquille quelquepart ou une erreur de notation de l'auteur:

Donc on peut dire que la réaction 2 est plus favorable sur tout le domaine et que la réaction 1 n'est plus thermodynamiquement possible après 900°C environ.

[jeanne08]

- Tu obtiens deltarG° en fonction de T et tu as deltarG° = - RT Ln K . Si deltarG° = 0 alors K = 1 ( la température qui annule deltarG° est appelée , parfois, température d'inversion )
- Dans un premier temps tu négliges les variations de deltarH° et deltarS° avec la température , c'est une approximation qui est très souvent justifiée
- Si tu veux tenir compte des cp tu calcules , pour chaque réaction deltarCp ( pour 1 : cpC + 2 cpE - cpA -3 cpB) et tu as les relations :
d deltarH°/dT = deltarCp et d deltarS°/dT = deltarCp /T
Ces relations s'intègrent, chaque constante d'integration est déterminable car tu as une valeur de deltarH° et deltarS° à 298K ... et l'expression de deltarG° va etre du genre A + B*T + C*T*LnT ... si tu prends les cp indépendantes de T ...
Mais, en réalité, les cp dépendent de T ... alors là il faut un grand courage pour les calculs !
- Les prévisions à partir des deltarG° sont forcément grossières ( en gros K est grand = sens direct favorisé , K petit = sens indirect favorisé) , les réactifs et produits sont rarement standard ... si on veut faire des prévisions précises il faut savoir ce que l'on met au départ, préciser les conditions expérimentales et utiliser les constantes d'équilibre
- dernier problème :une réaction prévue par la thermodynamique n'est observée que si sa cinétique est assez rapide

[jeanne08]

nos messages se croisent ... les conclusions que tu tires de ton diagramme sont justes mais je nuancerai un peu pour la réaction 1 , elle ne se produit QUASIMENT plus au dela de 900K