Calcul de chaleur ; Thermodynamique

[invite7c47d794]

Bonjour a tous.
Je prépare en ce moment ma session de rattrapage et je révise ma chimie générale. Je n'arrive pas a trouver le bon résultat pour cet exercice , si vous pouviez m'aider a savoir pourquoi. Voici l'énoncé:

"Dans un réacteur maintenu a pression constante, on fait bruler 0.5324 g d'ammoniac gazeux dans un excès d'oxygène moléculaire. On obtient de l'azote moléculaire et de l'au a l'étant liquide. Considérant que la chaleur dégagée par cette réaction est intégralement transférée a 1.5 litres d'eau a 25 °C, calculez la température finale de l'eau."


Bon alors je vous dit comment j'ai fait et vous me direz ou je me suis trompé.
Premièrement avec ce genre d'exercice on a un fascicule de données. Donc j'ai fait la réaction ; 2NH3 +O2 ---> N2 + 2H2O Je calcule l'énergie libérée par la réaction. Premier problème je ne sais pas quelles données utiliser. Je peut soit utiliser les energies de liaison , et donc calculer l'énergie de liaison de l'O2 et NH3 - celles du N2 et H2O , j'ai fait cette méthode et je n'ai pas trouvé le bon résultat, résultat qui est donné avec l 'exercice pour comparer. Ensuite la 2eme méthode a laquelle j'ai pensée et de prendre les énergie des molécules, les DeltaH , je ne connais pas leur nom, et je ne trouve toujours pas le bon résultat. Le résultat donné est 26.9 °C. Si quelqu'un peut me donner la bonne méthode si les miennes sont fausses, a moins que le résultat le soit. Bien sûr une fois que je trouve l'energie libérée je multiplie par le nombre de moles, soit 0.5324/17 , masse molaire de l'ammoniac et je résout l'équation dans laquelle X est la température, 4.184 la chaleur spécifique de l'eau et 1500 le nombre de grammes de l'eau; soit Energie libérée= X x 4.182 x 1500 (et j'ajoute la température aux 25 degré initiaux)


Merci pour votre aide .
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[mach3]

Donc j'ai fait la réaction ; 2NH3 +O2 ---> N2 + 2H2O

déjà, votre réaction n'est pas équilibrée... la méthode avec les énergies de liaison ne marche pas si les coefficients stœchiométriques sont faux : on ne compte pas le bon nombre de liaisons. Idem avec les enthalpie de réaction/formation, il faut les bons coefficients stoechimétriques.

m@ch3

[invite7c47d794]

Effectivement. Ca serait donc ca ? 4NH3 + 3 O2 ----> 2 N2 + 6 H2O ?

[invite7c47d794]

Je n'arrive toujours pas a trouver j'ai calculé avec les energies de liaisons l'energie de chaque molécule puis j'ai multiplié par les coeff et apres j'ai additionné, puis divisé par la chaleur spécifique 4.184 fois les grammes 1500 et je trouve pas le bon résultat. Devrais-je utiliser les deltaH° des molécules ? au passage si vous pouviez me dire le nom du deltaH° que je m'y retrouve un peu

Merci a vous.

[A voir en vidéo sur Futura]

[mach3]

Effectivement. Ca serait donc ca ? 4NH3 + 3 O2 ----> 2 N2 + 6 H2O ?

oui, c'est mieux.

Je n'arrive toujours pas a trouver j'ai calculé avec les energies de liaisons l'energie de chaque molécule puis j'ai multiplié par les coeff et apres j'ai additionné, puis divisé par la chaleur spécifique 4.184 fois les grammes 1500 et je trouve pas le bon résultat. Devrais-je utiliser les deltaH° des molécules ? au passage si vous pouviez me dire le nom du deltaH° que je m'y retrouve un peu

ce serait plus simple de voir où est l'erreur si vous exposiez vos calculs (au moins les expressions littérales), il y a pas mal de sources d'erreurs possibles, il faut bien compter les liaisons et surtout bien rapporter aux quantités.

Pour 4 moles d'ammoniac, vous cassez 12 moles de liaisons N-H et 3 moles de liaisons O=O et vous créez 2 moles liaisons N#N et 12 moles de liaisons O-H. Les enthalpies de liaisons étant en général en kJ/mol, vous obtiendrez la quantité de chaleur pour 4 moles d'ammoniac. Reste à convertir cela pour avoir la quantité de chaleur pour 0.5324g d'ammoniac. Attention cependant à la température et à l'état physique, les enthalpies de liaisons sont données à l'état gazeux pour une température donnée, il faut donc prendre en compte d'éventuelles enthalpies de vaporisation et/ou liquéfaction et les capacités calorifiques.

Vous devriez normalement aboutir à peu près au même résultat avec les enthalpies de formation et réaction (deltaH°), mais il y a parfois un écart car les enthalpies de liaison sont moyennées (une liaison O-H n'a pas la même enthalpie dans tous les cas, rien que dans le cas de l'eau, rompre la première liaison O-H ne réclame pas exactement la même énergie que rompre la deuxième). Pour 4 moles d'ammoniac, vous devez compter 6 fois l'enthalpie de formation de l'eau et retrancher 4 fois l'enthalpie de formation de l'ammoniac (les enthalpies de formation du dioxygène et diazote sont nulles par définition) et ramener cela à 0,5324g d'ammoniac. Ici aussi, attention aux changements d'état éventuels.

m@ch3

[invite7c47d794]

Je vous montre mes calculs , en esperants que ce soit lisible, car je n'ai pas le temps de tout écrire au clavier ^^' J'ai use les energies de liaisons

[mach3]

Le calcul à l'air bon, mais il manque quelque chose.

indices :
1) sous quelle forme l'eau est obtenue en fin de réaction?
2) sous quelle forme considère t'on l'eau quand on utilise les enthalpies de liaison?
3) relire le précédent message que j'ai posté.

m@ch3

[invite7c47d794]

Merci pour tout en fait j'ai trouvé avec l'autre méthode j'ai pris l'enthalpie de formation de l'ammoniac que j'ai multipliée par le nombre de moles, puis j'ai pris celle de l'eau et j'ai multiplié par le nombre de moles x 6/4 et j'ai trouvé le bon résultat mais j'ai compris qu'il fallait ajouter la chaleur latente de vaporisation avec la première méthode car l'eau est liquide alors que les énergies de liaisons étaient celles des gaz. Étant donné que la chaleur latente de vaporisation n'était pas donné j'imagine qu'il fallait faire la 2 ème méthode mais au moins je sais le faire avec les 2 maintenant merci

[mach3]

De rien. Bonne continuation.

m@ch3