Chap. 6. Thermochimie
6.7. ENTHALPIE LIBRE
Le second principe nous donne le critère d évolution des systèmes isoles, mais pour
de nombreuses transformations, les systèmes ne sont pas isolés. Il faut donc trouver
un critère d’évolution pour ceux-ci. On introduit pour cela une nouvelle fonction
d’état, l’enthalpie libre G, définie pour les transformations à pression constante.
On a :
G = H-T ■S
La variation de G s’écrit donc :
AG = AH-TAS
La variation AG est négative, au cours d’une transformation spontanée. Cela signifie
qu’au cours d’une telle transformation, à pression et à température constantes,
l’enthalpie libre ne peut que diminuer.
Quand l’enthalpie libre atteint une valeur minimale, on est dans un état d’équilibre.
On a donc :
• AG < 0 : la réaction peut se produire spontanément.
• AG = 0 : on est à l’équilibre, donc pas d’évolution du système.
• AG > 0 : la réaction ne peut pas se produire spontanément.
Remarque
On définit aussi l’énergie libre (A = U - TS), quand la transformation s’effectue à
volume constant. La plupart des réactions chimiques se font à pression constante,
on utilise donc surtout l’enthalpie libre.
On définit, de la même façon que pour l’entropie, une variation d’enthalpie libre
standard, notée AG°.
? Exercices
Les données des premiers exercices sont dans le tableau 6.1.
Q Calculez l’enthalpie de la réaction de synthèse du méthanol CH3-OH (gazeux) à
partir du monoxyde de carbone et du dihydrogène (enthalpie échangée lors de
la production d’ 1 mol de méthanol).
C alculez 1 enthalpie de combustion de l'éthanol, de formule semi-développée :
CH3-CH2OH
6.7. ENTHALPIE LIBRE
Le second principe nous donne le critère d évolution des systèmes isoles, mais pour
de nombreuses transformations, les systèmes ne sont pas isolés. Il faut donc trouver
un critère d’évolution pour ceux-ci. On introduit pour cela une nouvelle fonction
d’état, l’enthalpie libre G, définie pour les transformations à pression constante.
On a :
G = H-T ■S
La variation de G s’écrit donc :
AG = AH-TAS
La variation AG est négative, au cours d’une transformation spontanée. Cela signifie
qu’au cours d’une telle transformation, à pression et à température constantes,
l’enthalpie libre ne peut que diminuer.
Quand l’enthalpie libre atteint une valeur minimale, on est dans un état d’équilibre.
On a donc :
• AG < 0 : la réaction peut se produire spontanément.
• AG = 0 : on est à l’équilibre, donc pas d’évolution du système.
• AG > 0 : la réaction ne peut pas se produire spontanément.
Remarque
On définit aussi l’énergie libre (A = U - TS), quand la transformation s’effectue à
volume constant. La plupart des réactions chimiques se font à pression constante,
on utilise donc surtout l’enthalpie libre.
On définit, de la même façon que pour l’entropie, une variation d’enthalpie libre
standard, notée AG°.
? Exercices
Les données des premiers exercices sont dans le tableau 6.1.
Q Calculez l’enthalpie de la réaction de synthèse du méthanol CH3-OH (gazeux) à
partir du monoxyde de carbone et du dihydrogène (enthalpie échangée lors de
la production d’ 1 mol de méthanol).
C alculez 1 enthalpie de combustion de l'éthanol, de formule semi-développée :
CH3-CH2OH