Comment une réaction endothermique respecte-t-elle le principe d'entropie ?

[invite85e58e1f]

Boujour à tous,

Ma question est simple est je m'étonne qu'elle n'est pas encore été posée (ou alors j'ai mal cherché) :

On considère une réaction endothermique,
elle se refroidit et refroidit naturellement tout ce qui est en contact avec elle,

Or il me semble qu'une hausse de température s'accompagne presque toujours d'une création d'entropie.
Mais une baisse de température ne peut pas s'accompagner d'une disparition d'entropie (car l'entropie ne peut pas disparaître)

Vous saisissez mon problème : qu'est-ce qui crée de l'entropie dans une réaction endothermique ?
Ou plutôt, qu'est-ce-qui empêche la disparition d'entropie ?

Si quelqu'un pouvait me donner des éclaircissements, il est prié de chasser ses obscures ténèbres et d'éclairer ma lanterne, Merci
-----

[invite42d02bd0]

tu peux avoir une diminution d'entropie bien sur...

[invite85e58e1f]

Quoi !??!
Non, on ne peut pas avoir une diminution globale d'entropie, le principe d'entropie l'interdit formellement.

Par contre on peut avoir une diminution locale d'entropie à condition que à l'exterieur il y ait une augmentation d'entropie d'au moins autant.

Mais cette augmentation d'entropie devrait se traduire par quelque chose, comme une élévation de la température par exemple, ce qui n'est pas le cas (la réaction refroidit aussi le milieu ambiant

[invite3d779cae]

Prenons par exemple la dissolution endothermique d'un sel.

On sait que le fait de mettre un tel sel dans l'eau fera baisser sa température, on a donc une diminution de l'entropie comme l'a dit Fajan, cependant réfléchissont a ce que nous avons en main. On a un sel et de l'eau. Mais d'ou vient ce sel ? Pour l'avoir sous forme anhydre il a fallu l'extraire d'une solution, or on a vu que la dissolution etait endothermique, la cristalisation sera donc exothermique et augmentera donc l'entropie. Au final si on considere la cristalisation et la dissolution l'entropie a augmenter, mais si on ne considere que la dissolution l'entropie diminue et ca rien ne l'interdit car c'est une diminution locale d'entropie comme tu l'as dit si bien Nagosil.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite85e58e1f]

C'est bien réflechit, mais il y a deux problèmes :
Si tu considère un univers réduit à un verre d'eau, de l'air, et du sel anhydre (dans l'air). Si le sel réagit avec l'eau, cela ne ferait-il pas diminuer l'entropie ? (de façon globale puisque l'univers est réduit)

D'autre part, je ne suis pas sur que ton résonnement par ton exemple soit valable pour toutes les autres réactions endothermiques (on ne construit pas une argumentation sur un seul exemple)

[inviteff8d9fee]

Bonjour, Jackyzgood a pourtant bien répondu à ta question, il suffit de se réferer au premier principe de la thermodynamique (conservation de l'énergie).

[invite85e58e1f]

heu... je veux bien m'y référer mais je dois l'appliquer à quoi ?
Tu pourrais peut-être développer un peu plus ton idée, Kjeldahl ?

On n'est pas en train de parler de la conservation d'énergie, mais de l'entropie (ça n'a rien a voir).
En fait là on parle du second principe de la thermodynamique (accroissement de l'entropie).

[inviteff8d9fee]

Crois tu sérieusement que les principes de la thermodynamique sont indépendants!?

Sinon, quel que soit le signe des quantités de chaleur échangées, et donc de celui de la variation d'entropie du système, une transformation irréversible se fait avec créaction d'entropie qui est toujours supérieur à 0. Je ne vois donc pas ce qui te fais penser que l'entropie disparait si la réaction est endothermique.

[invite3d779cae]

Je voudrais juste encore rajouter que l'entropie ne dépend pas uniquement de la température, le fait d'avoir des entités séparé au debut (air, eau et sel), et d'avoir un mélange a la fin augmente enormément l'entropie.

De plus je ne vois pas l'interet de prendre un univers aussi limité, car parmis les constituants aucun n'est dans ce qu'on appel un etat standard (si j'ai bonne memoire), il faudrait partir d'oxygene sous forme, dioxygene, d'hydrogene sous forme dihydrogene, de carbone sous forme graphite et ainsi de suite, operer les réactions chimique de maniere a avoir les constituant voulu et au final faire la dissolution. Dans ce cas la il est clair que l'entropie a grandement augmenter.

[invite21dfc132]

Bonjour,

Je viens mettre mon grain de sel (pun intended ) et apporter un point de vue microscopique à cette histoire.

Il a déjà été dit dans ce fil que l'entropie d'un système peut diminuer. Il n'y a aucun frein thermodynamique à la diminution d'entropie d'un système non isolé. Ce type de diminution s'accompagne par exmple d'un échange d'entropie, réversible ou pas, avec un autre système (par exemple un thermostat).

Maintenant prenons notre microscope...

Si on prend l'exemple de la dissolution endothermique d'un sel dans l'eau, je pense que si on ne considère que l'ensemble des molécules d'eau, alors oui, leur entropie diminue, puisque elles doivent s'organiser pour solvater les ions. Mais pour le cristal de sel, alors là l'entropie augmente ! Et pas qu'un peu ! Et ce même si la température globale diminue. Le degré d'organisation d'un cristal est bien plus grand (entropie bien plus faible) que celui d'un sel dissout.

Moralité, sur un système eau+sel isolé, (ou toute autre réaction chimique endothermique) je pense que, dans le cas réversible, l'entropie globale ne varie pas, et ce malgré la variation de température, mais comme un échange vraiment réversible me semble difficile à faire dans un tel cas (allez dire aux ions dissouts de se remettre sous forme de cristal !), je pense qu'il y a bel et bien création d'entropie.

Cordialement,

Hibou

[invite8915d466]

Ouh la il y a beaucoup d'approximations dans tout ça !

* confusions entre chaleur et température
* confusions entre température et entropie
* confusions entre le système et son environnement
* confusions entre transformations réversibles et irréversibles...

On considère une réaction endothermique,
elle se refroidit et refroidit naturellement tout ce qui est en contact avec elle,

en fait la réaction endothermique signifie une diminution de l'enthalpie. L'évolution de la température réelle dépend de la façon dont la chaleur peut être transmise ou non au système pour "compenser" cette baisse d'enthalpie :
* pour un système parfaitement isolé, sa température diminue , mais bien sûr pas celle de l'environnement.
* pour un système parfaitement conducteur en contact avec l'environnement, l'environnement compensera la baisse d'enthalpie en fournissant instantanément la chaleur correspondante, et tout se fera de façon isotherme.

En réalité, on est le plus souvent dans un cas intermédiaire, l'environnement fournit seulement une partie de la chaleur, c'est pour ça qu'on observe ce que tu décris : le milieu réactionnel se refroidit et son environnement immédiat aussi.

Or il me semble qu'une hausse de température s'accompagne presque toujours d'une création d'entropie.

ben... non ! une compression adiabatique réversible augmente la température sans augmenter l'entropie par exemple ! et si tu autorise une petite perte de chaleur, l'entropie peut diminuer alors que la température a globalement augmenté!

Mais une baisse de température ne peut pas s'accompagner d'une disparition d'entropie (car l'entropie ne peut pas disparaître)

Même chose, les deux ne sont pas directement reliés, surtout pas en présence de changements d'état et de réactions chimiques !

Vous saisissez mon problème : qu'est-ce qui crée de l'entropie dans une réaction endothermique ?
Ou plutôt, qu'est-ce-qui empêche la disparition d'entropie ?

Si quelqu'un pouvait me donner des éclaircissements, il est prié de chasser ses obscures ténèbres et d'éclairer ma lanterne, Merci

Outre le fait que les prémisses sont faux, il faut bien se rappeler que c'est l'entropie TOTALE du système qui augmente et non celle du système. Or tout transfert de chaleur a en général comme conséquence de faire augmenter l'entropie du système et diminuer celle de l'environnement, ou l'inverse. On ne peut donc pas raisonner sur le transfert de chaleur pour en tirer des conclusions sur l'entropie totale, pour un phénomène réversible, le bilan total est toujours nul.

L'entropie est créée à cause de l'irréversibilité, et il n'y a pas de règle générale. L'évaporation de l'éther provoquera du froid par un processus irréversible parce que la transformation liquide -> gaz crée plus d'entropie dans ce cas qu'elle n'en fait disparaitre dans l'environnement. Pour une réaction exothermique c'est le contraire, elle en crée plus dans l'environnement qu'elle n'en fait (eventuellement) disparaitre (cas de la condensation de la vapeur d'eau sur une vitre par exemple).

Il n'y a pas de règle simple, il faut simplement calculer le Delta S (qui est différent a priori du Delta H).

[invite85e58e1f]

Evidemment qu'il y a création d'entropie, je n'en ai pas douté une seconde.

Seulement dans le cas du sel que l'on dissout, comment peut-on quantifier l'entropie ?
Je veux bien admettre que la dissolution créé du désordre, mais comment peut-on le quantifier ?

Par ailleurs, je supose qu'il n'y a pas que des dissolutions comme réaction endothermique, que se passe-t-il dans les autres cas ? y-a-t-il moyen de généraliser ?

[invite8915d466]

d'abord je m'excuse pour une erreur, une réaction endothermique à température constante correspond à une AUGMENTATION d'enthalpie, et puisque Delta H > 0 (à température constante).

Soit donc le système est isolé, dans ce cas on force son enthalpie à rester constante, mais alors sa température baisse, soit il est isotherme et son enthalpie augmente puisque il absorbe de la chaleur. Le cas réel est intermédiaire, il absorbe partiellement de la chaleur (et refroidit l'environnement) mais pas assez pour rester isotherme , et donc sa température baisse quand même.

Lorsqu'on dissout du sel, l'augmentation d'entropie vient du passage cristal -> solution. Tant qu'on est pas à la saturation, elle est supérieure à la diminution d'entropie de l'environnement induit par son caractère endothermique. A la saturation, il y a équilibre, et au-dessus de la saturation, c'est le processus inverse qui a lieu (cristallisation). En principe la meca stat te permet de calculer la variation d'entropie mais c'est assez compliqué, il y a des interactions entre les ions et le solvant qui interviennent fortment dans le calcul !

de façon générale, toute réaction faisant passer d'une phase plus ordonnée à une phase moins ordonnée (solide -> liquide -> gaz) ou augmentant le nombre de molécules ( dissociation, souvent aussi combustion), augmente l'entropie. Cependant, ce n'est pas suffisant pour qu'elle puisse se faire, puisque ce qui compte c'est le bilan TOTAL en comptant aussi l'environnement : Si l'environnement fournit une chaleur (à T et P constantes), sa variation d'entropie est . La bonne quantité à considérer est donc , qui doit augmenter.

En fait pour des raisons historiques on considère plutot cette quantité multipliée par - T, c'est l'enthalpie libre de Gibbs , qui doit donc diminuer (à cause du signe - ) pour que la réaction soit spontanée. mesure en fait le bilan total d'entropie du système + de l'environnement, ça dépend à la fois du caractère endo ou exothermique ET du caractère endo ou exo -entropique. Une réaction exothermique ET dont l'entropie augmente sera toujours possible (c'est le cas en général des substances explosives !). Une réaction endothermique ne sera possible que si elle est associée à une variation d'entropie assez grande (supérieure à ).

[invite85e58e1f]

Merci à tous !
(sourtout à gillesh38 )
Bon, j'ai a peu près compris...
enfin il me semble, parce que la chimie c'est pas vraiment mon truc...Je vous en redemanderai à l'occasion.

[ecolami]

UN élément de réponse important est que dans le cas d'une réaction qui refroidit la solution on a toujours un ACCROISSEMENT DE VOLUME (et vice versa avec une réaction qui échauffe). L'entropie dépends du volume dans lequel l'agitation peut s'exercer.

Prenons par exemple la dissolution endothermique d'un sel.

On sait que le fait de mettre un tel sel dans l'eau fera baisser sa température, on a donc une diminution de l'entropie comme l'a dit Fajan, cependant réfléchissont a ce que nous avons en main. On a un sel et de l'eau. Mais d'ou vient ce sel ? Pour l'avoir sous forme anhydre il a fallu l'extraire d'une solution, or on a vu que la dissolution etait endothermique, la cristalisation sera donc exothermique et augmentera donc l'entropie. Au final si on considere la cristalisation et la dissolution l'entropie a augmenter, mais si on ne considere que la dissolution l'entropie diminue et ca rien ne l'interdit car c'est une diminution locale d'entropie comme tu l'as dit si bien Nagosil.