thermodynamique

[berserk2023]

Bonjour je ne comprends rien à cette exercice j'aimerai bien un peu d'aide, une correction est donnée mais elle ne correspond pas du tout au cours... Dans un premier temps je ne comprends pas pourquoi dans la chaleur Q de NH4NO3 on écrit=nNH4NO3*ΔdissH. Dans mon cours il est écrit que Q=ΔH donc d'où sort cette quantité de matière ensuite pourquoi prend on en compte le ΔT uniquement au niveau de l'expression de Qeau? La correction n'est pas claire je ne comprends pas. Merci de m'aider! (je joins les fichier pour que cela soit plus lisible)
correction donnée.png Exercice.jpg
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[gts2]

Bonjour,

Q=ΔH correspond à la variation d'enthalpie du système alors que Δ_dissH correspond à une mole.
Dit plus clairement Δ_dissH n'est pas une variation d'enthalpie, mais une enthalpie de réaction i.e. la variation d'enthalpie pour 1 mol (cela se voit au niveau des unités kJ/mol)

Ici Q=0, ce n'est pas très clair dans l'énoncé mais c'est clairement dit dans le corrigé. Donc ΔH=0.
Ce ΔH est constitué de deux parties,
- le ΔH du à la réaction, et comme Δ_dissH c'est ΔH/n, on a bien le premier morceau n Δ_dissH
- le ΔH du au changement de température c ΔT : on assimile la solution à de l'eau en terme de capacité thermique et donc c=m x c(massique de l'eau), m étant la masse de la solution soit 60 g et non 50 g.

Au total ΔH=n Δ_dissH + m c(eau) ΔT=0

[berserk2023]

Merci de votre réponse, si j'ai bien compris l'enthalpie correspond à la chaleur du système est peut donc être constituée de: des enthalpies de réaction chimique ΔfH et/ou de m*CΔT en cas de changement de température?
Pour être sûr de bien comprendre j'ai un autre exercice, au niveau de la question 3 on demande de calculer l'enthalpie de réaction (ou molaire dans l'énoncée) de C2H5OH comme vous venez de me l'expliquer ΔH (ici 342.76kJ d'après l'énoncé) peut être divisé par la quantité de matière de l'espèce dont on cherche l'enthalpie molaire ainsi on fait dans la correction ΔH/nC2H5OH (trouvé précédemment) et on trouve donc son enthalpie mais si par exemple je cherchais celle du CO2 cela serait le même procédé? Je ferai ΔH/nCO2 ,soit d'après mes coef stochio si je me trompe pas cela reviendrai à nCO2=nO2/1.5 soit 074/1.5=0.493 donc enthalpie molaire du CO2= 342.76/0.493=695.25 KJ/mol? merci encore et bonne soirée
exercice 7.jpg correction donnée exo 7.png

[gts2]

si j'ai bien compris l'enthalpie correspond à la chaleur du système est peut donc être constituée de: des enthalpies de réaction chimique ΔfH et/ou de m*CΔT en cas de changement de température ?

Pas tout à fait l'enthalpie est une propriété du système dont la variation dans votre cas s'écrit : avec l'avancement de la réaction et Cp(final) la capacité thermique du système après réaction, l'indice r est pour réaction, on aurait pu préciser la réaction

Et, d'autre part, à pression constante l'indice p pour rappeler à pression constante.

si par exemple je cherchais celle du CO2 cela serait le même procédé? Je ferai ΔH/nCO2 ,soit d'après mes coef stochio si je me trompe pas cela reviendrai à nCO2=nO2/1.5 soit 074/1.5=0.493 donc enthalpie molaire du CO2= 342.76/0.493=695.25 KJ/mol ?

A condition de remplacer, bien sûr, 342,76 pas la valeur adéquate. Et pour moi la réaction de formation de CO2 est C+O2=CO2 donc n(CO2)=n(O2).
De quelle réaction parlez-vous ? Cela ne peut être celle de la combustion de CO2.

Remarque : ce que je note est ce qui est donné dans votre corrigé et ce que je note est noté ce qui peut être perturbant. Désolé.

[A voir en vidéo sur Futura]

[berserk2023]

D'accord il me semble bien avoir compris votre première explication dans votre dernier message, cependant pour l'histoire de l'enthalpie molaire je voulais savoir si on pouvait la calculer à partir de ΔcombH mais il me semble que vous me dites que ce n'est possible, pour moi le ΔcomH correspond bien à l'énergie dégagée par la combustion de C2H5OH + O2 → CO2 + H2O soit 342.76kJ non? donc pourquoi je peux diviser cette valeur par la quantité de matière de CO2 pour trouver son enthalpie molaire? Alors que lorsque on l'on divise ΔcombH (=342.76kJ) par la quantité de C2H5OH afin de trouver son enthalpie molaire (ou de formation). Je ne comprends pourquoi un cas fonctionne et dans l'autre non? Est ce que c'est parce que le ΔcombH correspond uniquement à l'énergie de la combustion en elle même soit l'énergie dégagée par C2H5OH + O2? donc les produits n'auraient pas de valeur énergétique? bonne journée

[gts2]

Je voulais savoir si on pouvait la calculer à partir de ΔcombH mais il me semble que vous me dites que ce n'est possible, pour moi le ΔcomH correspond bien à l'énergie dégagée par la combustion de C2H5OH + O2 → CO2 + H2O soit 342.76kJ non ?

Oui, c'est bien cela, je signalais simplement que vos notations étant différentes des miennes, cela pouvez conduire à des incompréhensions.

Donc pourquoi je peux diviser cette valeur par la quantité de matière de CO2 pour trouver son enthalpie molaire? Alors que lorsque on l'on divise ΔcombH (=342.76kJ) par la quantité de C2H5OH afin de trouver son enthalpie molaire (ou de formation). Je ne comprends pourquoi un cas fonctionne et dans l'autre non? Est ce que c'est parce que le ΔcombH correspond uniquement à l'énergie de la combustion en elle même soit l'énergie dégagée par C2H5OH + O2? donc les produits n'auraient pas de valeur énergétique? bonne journée

Ce n'est pas une enthalpie molaire (çà on ne sait pas le mesurer), mais une enthalpie de réaction donc définie pour une mole d'éthanol (combustion de l'éthanol).
On peut, bien sûr, généraliser mais l'enthalpie de réaction est définie, comme son nom l'indique, pour une réaction, pas une espèce (vous n'avez pas calculé l'enthalpie de l'éthanol mais celle de la combustion d'éthanol). Et il y a ici une seule réaction donc une seule enthalpie de réaction. La définition plus générale est avec l'avancement de la réaction indépendant de l'espèce et égal dans le cas particulier de l'éthanol à la quantité d'éthanol qui a réagit (coeff. stoech. 1)

Votre n'est pas non plus une enthalpie de formation qui, elle, correspond à C + O2 + H2 -> CH3CH2OH

Est ce que c'est parce que le ΔcombH correspond uniquement à l'énergie de la combustion en elle même soit l'énergie dégagée par C2H5OH + O2 ?

C'est bien cela.

les produits n'auraient pas de valeur énergétique ?

Si, mais on ne sait pas les déterminer, on détermine uniquement des enthalpies de réaction.

[berserk2023]

Ok alors si j'ai bine compris, ΔcombH correspond à ΔrH soit l'énergie dégagée lors de la réaction de combustion donc l'énergie de C2H5OH+O2 et non pas celle de C2H5OH + O2 → CO2 + H2O puisque CO2+O2 ne réagissent pas être eux (pas de réaction donc pas d'enthalpie de réaction pour eux). Ensuite quand dans l'énoncé on me demande "Calculer l'enthalpie molaire de combustion de l'éthanol" cela correspond en réalité à l'énergie (l'enthalpie de combustion de l'éthanol) délivré par l'éthanol lors de la réaction. D'où le fait de faire ΔcombH/nC2H5OH (342.76kJ/nC2H5OH) et si je voulais trouver l'enthalpie de combustion de O2 je ferai pareil :ΔcombH/nO2
En réalité mon ΔcombH est produit par 2 libération d'énergie, celle de l'O2 et celle de C2H5OH.
-Donc on a une enthalpie de réaction: ΔcombH ici ou ΔrH en général
-L'enthalpie de réaction d'une espèce: ΔrH/n
-et l'enthalpie de formation qui est encore autre chose (ici on en parle pas?)

[gts2]

Ok alors si j'ai bien compris, ΔcombH correspond à ΔrH soit l'énergie dégagée lors de la réaction de combustion

C'est bien cela

donc l'énergie de C2H5OH+O2 et non pas celle de C2H5OH + O2 → CO2 + H2O puisque CO2+O2 ne réagissent pas être eux (pas de réaction donc pas d'enthalpie de réaction pour eux).

Non, l'énergie de C2H5OH+O2 n'est pas mesurable, la seule possibilité est l'énergie de la réaction, comme vous le dites vous même.
C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 4H2O : Δ_combH_m=4h(H2O)+2h(CO2)-3h(O2)-h(CH3CH2OH), les h (enthalpie molaire) ne sont pas connues/mesurables, on sait juste mesurer des différences.

Ensuite quand dans l'énoncé on me demande "Calculer l'enthalpie molaire de combustion de l'éthanol" cela correspond en réalité à l'énergie (l'enthalpie de combustion de l'éthanol) délivré par l'éthanol lors de la réaction. D'où le fait de faire ΔcombH/nC2H5OH (342.76kJ/nC2H5OH)

C'est bien cela à condition de préciser pour une mole.

et si je voulais trouver l'enthalpie de combustion de O2 je ferai pareil : ΔcombH/nO2

Oui, mais pour cela il faudrait trouver la réaction de combustion de O2 soit O2 + O2 -> ?!

En réalité mon ΔcombH est produit par 2 libération d'énergie, celle de l'O2 et celle de C2H5OH.

On peut essayer de décomposer mais cela n'est pas toujours simple : il faudrait aller voir du côté énergie de liaison.

L'enthalpie de formation qui est encore autre chose (ici on en parle pas?)

On peut écrire (loi de Hess, cela vous dit quelque chose ?)

Δ_comb H_m (C2H5OH)=4 Δ_fH (H2O)+2 Δ_fH (CO2)-3 Δ_fH (O2)-Δ_fH (CH3CH2OH) avec Δ_fH (CO2) enthalpie de formation de CO2.

L'enthalpie de réaction d'une espèce : ΔrH/n

Non : l'enthalpie de réaction est l'enthalpie de la réaction comme son nom l'indique, dans ce cas ci la réaction est celle de la combustion de l'éthanol, et on peut donc ramener explicitement à une mole d'éthanol. C'est l'enthalpie de combustion de l'éthanol et non pas l'enthalpie de l'éthanol.

[berserk2023]

Moi qui pensait que la thermo était simple... j'essaye de comprendre la différence entre l'enthalpie de combustion (de réaction en général du coup) et l'enthalpie de combustion de l'éthanol je ne saisi pas la subtilité.
Dites moi si je saisi bien:
Δcomb Hm qui est donné dans l'exercice=-342.76kj (comme on libère de l'énergie) correspond à la variation d'énergie du système est donc celle-ci peut être calculée par la loi de Hess (et d'autre méthode) → :
[Δcomb Hm=ΣΔfH(produit)-ΣΔfH(réactif)].
-L'enthalpie de combustion de l'éthanol elle est égal à=Δcomb Hm/nCH3CH2OH, mais je ne saisi pas la différence entre la combustion de l'éthanol et la réaction de combustion dans sa globalité exprimé par C2H5OH + O2 → CO2 + H2O
Quand on parle d'enthalpie molaire de combustion de l'éthanol on ne fait référence que à l'énergie libérée par quantité de matière d'éthanol?

[gts2]

Δ_comb H_m qui est donné dans l'exercice=-342.76kj (comme on libère de l'énergie) correspond à la variation d'énergie du système.

La donnée du texte est la variation d'enthalpie du système (donc pas de m) : ΔH=-342.76 kJ

celle-ci peut être calculée par la loi de Hess (et d'autre méthode) → : [Δ_comb H_m=ΣΔfH(produit)-ΣΔfH(réactif)]

C'est bien cela mais ce n'est pas les -342 du texte.

L'enthalpie de combustion de l'éthanol elle est égale à=Δcomb Hm/nCH3CH2OH

L'enthalpie de combustion de l'éthanol elle est égale à Δ_combH_m=ΔH/nCH3CH2OH

Quand on parle d'enthalpie molaire de combustion de l'éthanol on ne fait référence que à l'énergie libérée par quantité de matière d'éthanol?

C'est bien cela.

[gts2]

Je ne saisis pas la différence entre la combustion de l'éthanol et la réaction de combustion dans sa globalité exprimé par C2H5OH + O2 → CO2 + H2O ?

Ce n'est pas un problème de globalité mais un problème de grandeur : ΔH= n Δ_rH qui se lit la variation d'enthalpie est égale à la quantité de matière fois l'enthalpie de réaction

Variation d'enthalpie est une énergie en joule, l'enthalpie de réaction est une énergie molaire en joule/mole.

[berserk2023]

super je pense avoir enfin saisi le truc merci de votre patience !