Sens d'une réaction chimique

[IchigoKurosaki14]

Bonsoir,

Dans mon cours de chimie, il est noté cette formule : delta(G)=delta(H)-T*delta(S) où G : énergie libre de Gibbs, H : enthalpie, T : température, S : entropie.

Puis il est noté ceci :

1) si ( delta(H)<0 et delta(S)<0 ) OU (delta(H)>0 et delta(S) >0 ) alors on a une réaction équilibrée
2) si delta(H)>0 et delta(S) <0 alors réaction impossible
3) si delta(H) <0 et delta(S)>0 alors réaction complète

Je ne comprends pas pourquoi lorsque l'entropie diminue (delta(S)<0) ça ne favorise pas la réaction et pareillement si l'entropie augmente, ça favorise la réaction. En effet, si le désordre du système diminue lors de la réaction, cela ne devrait pas être en faveur de la réaction ?

Merci d'avance.
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[gts2]

Bonjour,

Les deux faces, énergétique (le classique minimum d'énergie) et entropiques ("désordre" avec guillemets !), ont un rôle à jouer, vous avez du montrer que la création d'entropie (toujours positive) vaut l'opposé de la variation d'enthalpie libre divisée par la température. Pour avoir une réaction possible il faut donc que et donc, si on prend au pied de la lettre vos notations (comme vous parlez de réaction j'ai traduit variation de l'enthalpie par en enthalpie de réaction)

2) si delta(H)>0 et delta(S) <0 alors et donc réaction impossible en effet
3) si delta(H) <0 et delta(S)>0 alors et donc réaction possible en effet (pas forcément complète)
1) si ( delta(H)<0 et delta(S)<0 ) OU (delta(H)>0 et delta(S) >0 ), alors on ne peut rien dire

Je suppose malgré tout que ce que vous appelez est en fait et que vous utilisez , et donc

1) si ( delta(H)<0 et delta(S)<0 ) OU (delta(H)>0 et delta(S) >0 ) alors K n'est ni très grand ni très petit alors on a une réaction équilibrée
2) si delta(H)>0 et delta(S) <0 alors K est très petit devant 1, réaction fortement déplacée vers la gauche (impossible est un peu fort)
3) si delta(H) <0 et delta(S)>0 alors K est très grand devant 1, réaction quasi complète

Pour conclure, ce qui compte c'est la création d'entropie (positive d'après le second principe), l'entropie d'un système quelconque peut diminuer ou augmenter.

[gts2]

En effet, si le désordre du système diminue lors de la réaction, cela ne devrait pas être en faveur de la réaction ?

Le second principe dit l'inverse.

[IchigoKurosaki14]

Merci pour votre réponse.

Cependant j'éprouve encore des difficultés à comprendre " physiquement " le second principe de la thermodynamique. En effet, ce second principe dit que : " tout système tend à diminuer son énergie" ou encore " tout système évolue de manière à augmenter l'entropie du monde extérieur ( univers )".

Lorsque je lis ce principe, j'ai l'impression que ça implique que :
° si le système diminue son énergie, alors le nombre de micro-états de ce système diminue puisqu'il y a moins de manières de "distribuer" cette énergie (puisqu'il y en a moins qu'au départ).

Donc, en prenant formule de Boltzmann : S=k*ln(omega) où omega désigne le nombre de micro-états , on aurait : ° si l'énergie diminue, alors oméga diminue, alors S diminue.

Donc au final par " transitivité de l'implication ", on aurait : ° si l'énergie du système diminue alors l'entropie du système diminue.

Je n'arrive pas à voir l'erreur dans mon raisonnement.

[A voir en vidéo sur Futura]

[gts2]

1- si l'énergie du système diminue alors l'entropie du système diminue. Il faudrait un peu préciser le type d'énergie, les variables ... mais OK
2- tout système évolue de manière à augmenter l'entropie "du monde extérieur ( univers )"? Une fois la partie entre guillemets remplacée par "de l'univers (intérieur et extérieur)" OK
3- Boltzmann : OK aussi

Donc je ne vois pas d'erreur, sauf d'éventuelles imprécisions.

On en revient à la question de départ qui, si j'ai bien compris, est "lorsque l'entropie diminue (delta(S)<0), alors la réaction est favorisée."

Comment à partir de 1,2,3 arrivez-vous à cette conclusion ?

[IchigoKurosaki14]

J'arrive à la conclusion de la manière suivante : ° si delta(H)<0 càd si le système diminue son énergie, alors ça favorise la réaction.

Cependant, ° si le système diminue son énergie, cela voudrait dire que l'entropie du système a diminué également ( par la formule de Boltzmann et le second principe ).

Pour finir, on aurait donc : si l'entropie du système diminue alors ça favorise la réaction.

[gts2]

si delta(H)<0 càd si le système diminue son énergie, alors ça favorise la réaction.

Comme indiqué précédemment ce n'est que la moitié du raisonnement : , vous ne tenez compte que du terme énergétique et pas du terme entropique.

si le système diminue son énergie, cela voudrait dire que l'entropie du système a diminué également (par la formule de Boltzmann et le second principe )

Comme indiqué précédemment, ce n'est pas faux mais demande à être précisé
- Par les principes donc à pression constante, si dH<0, dS<0 OK
mais il y a réaction chimique et donc un terme supplémentaire et là il n'y a plus de relation simple entre la variation de S et celle de H.
- Par Boltzmann, "puisqu'il y a moins de manières de distribuer cette énergie" est correcte à structure des micro états constante, mais justement il y a réaction chimique ce qui modifie totalement cette distribution.
- On voit d'ailleurs bien que les enthalpies et entropies de réaction peuvent être de n'importe quel signe relatif.

[IchigoKurosaki14]

Merci beaucoup ! Je viens de comprendre d'où venait mon erreur.