Exercice de thermo - rendement et température

[leroisinge]

Bonjour à tous,

Je me pose quelques questions sur cet exercice et sa correction (voir PJ).

1) Il est dit dans l'énoncé que l'enthalpie standard de réaction est < 0. Donc la réaction est exothermique (donc produit de l'énergie sous forme de chaleur). Pourquoi est il dit dans la correction que diminuer la température contribuera à l'augmentation de l'avancement à l'équilibre et donc du rendement ? En quoi cela augmentera le rendement ?

2) Est ce qu'on peut en déduire (de ma question précédente) une règle générale ? Augmenter /dim la température dans une réaction exothermique permet de...
Augmenter / diminuer la température dans une réaction exothermique permet de...

3) Pourquoi il est dit dans la correction que pour augmenter le rendement il faut diminuer Qr ?

Merci de votre aide et de votre temps !

2 PJ : (l'énoncé, la correction, et la suite de la correction)

Thermo exercice.png
Thermo suite.png
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[gts2]

Bonjour,

Au vu de l'exo, vous avez du avoir un cours sur les déplacements d'équilibre/règle de modération/loi de Le Chatelier/loi de Van't Hoff.
C'est juste une application directe du cours.

Donc c'est bien une règle générale : voir plus haut.

Pour le 3, soit
- avec les mains : vous augmentez le dénominateur par la pression, comme Qr à l'équilibre doit retrouver la même valeur, il faut que le numérateur augmente, donc la quantité de C2H4O va augmenter
- plus formellement : si vous diminuez Qr, que devient l'enthalpie de réaction et qu'est que cela implique ?

[leroisinge]

Bonjour GTS2,

Content de vous recroiser !

Pour mes questions 1 et 2 : Vous faites référence à la Loi de Le Chatelier.
"Lorsque des modifications extérieures apportés à un système physico-chimique en équilibre provoque une évolution vers un nouvel état d'équilibre, l'évolution s'oppose aux perturbations et en modère les l'effets".

Donc, quand dans le cadre de mon exercice, le corrigé indique qu'on diminue la température. Donc le système va chercher à augmenter sa température. Mais en quoi cela augmente l'avancement à l'équilibre et le rendement ?
Dans une réaction endothermique, aura t'on l'effet inverse ?

Pour ma question 3 :
- Avec les mains : c'est compris ! Il me semble qu'il s'agisse aussi du principe de Le Chatelier (?)
- Plus formellement : Si je diminue Qr : On a Qr<K0 => il faut que ce qu'il y ait au numérateur augmente, donc la quantité de matière de produits augmentera, donc la réaction aura lieu dans le sens direct. Et c'est ce que l'on souhaite obtenir !

C'est deja plus clair pour la question 3 !

Merci GTS 2 !

[gts2]

Le corrigé indique qu'on diminue la température. Donc le système va chercher à augmenter sa température. Mais en quoi cela augmente l'avancement à l'équilibre et le rendement ?

Pour augmenter la température, le système va chercher à "chauffer" donc sens exothermique qui est bien le sens de fabrication de C2H4O.

Dans une réaction endothermique, aura t'on l'effet inverse ?

Bien sûr.

- Avec les mains : c'est compris ! Il me semble qu'il s'agisse aussi du principe de Le Chatelier (?)

Oui, le 1) raisonne en modération, le 2) raisonne en utilisant Q.

- Plus formellement : Si je diminue Qr : On a Qr<K0 => il faut que ce qu'il y ait au numérateur augmente, donc la quantité de matière de produits augmentera, donc la réaction aura lieu dans le sens direct. Et c'est ce que l'on souhaite obtenir !

Oui et non, oui mais dans ce cas c'est déjà le raisonnement fait précédemment donc rien de nouveau.
Non, quelque chose de plus formelle, que devient l'enthalpie libre (j'avais oublié "libre" !) de la réaction ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[leroisinge]

Pour augmenter la température, le système va chercher à "chauffer" donc sens exothermique qui est bien le sens de fabrication de C2H4O.

(après plus d'un an d'utilisation du forum je ne sais toujours pas citer correctement un message ...)

Hum j'ai compris ce que vous avez dit !

Et donc si on veut augmenter le rendement d'une réaction endothermique... on augmenterait la température. Le système lui baisserait sa température, donc sens endothermique qui est bien le sens de fabrication !
Merciiiii ce point là est compris !

Non, quelque chose de plus formelle, que devient l'enthalpie libre (j'avais oublié "libre" !) de la réaction ?

L'enthalpie libre de réaction = L'enthalpie de réaction - (T * entropie de réaction)
Or, l'entropie de réaction = entropie standard de réaction - R ln Qr

Donc lorsque Qr diminue : l'entropie de réaction diminue (à cause du signe de - R ln Qr)
Donc lorsque l'entropie standard de réaction diminue...l'enthalpie libre de réaction augmente...

Or, cette grandeur diminue dans un système qui évolue spontanément, et est minimale à l'équilibre thermodynamique...

[leroisinge]

Bonjour,

Suite à cette discussion, je me demandais ceci :
Quel est le lien entre température et K (la constante d'équilibre ?)

Si la réaction est endothermique, et que la température augmente, quelle sera l'effet sur K, et pourquoi ?

Merci de votre temps !

[gts2]

C'est une relation de base de la thermochimie : loi de van 't Hoff qui s'obtient simplement en calculant la dérivée (en fait on dérive le log pour se débarrasser de l'exponentielle)