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CHAP. 5 – ÉQUILIBRES CHIMIQUES
Espèces chimiques
CO(g) CO 2 (g) C(graphite)
Δ f H ◦ / kJ·mol −1
−110, 5 −393, 5
S ◦
m / J·K −1 ·mol −1
197,6
213,7
5,7
C ◦
p,m / J·K −1 ·mol −1
29,1
37,1
8,5
Réponse :
a) L’équilibre de BOUDOUARD s’écrit :
C (graphite) + CO 2 (g)
=
2 CO (g).
L’enthalpie standard de réaction se calcule par application de la loi de HESS :
Δ r H
◦
= 2Δ f H
◦
(CO (g)) − Δ f H
◦
(CO 2 (g))
soit numériquement :
Δ r H
◦
298 = − 2.110, 5 + 393, 5 = +172,5 kJ·mol
−1
.
De même pour l’entropie standard de réaction :
Δ r S
◦
= 2S
◦
m (CO (g)) − S
◦
m (CO 2 (g)) − S
◦
m (C (graphite))
soit numériquement :
Δ r S
◦
298 = 2.197, 6 − 213, 7 − 5, 7 = +175,8 J·K
−1
·mol
−1
.
b) L’application des lois de KIRCHHOFF permet d’estimer l’enthalpie standard et
l’entropie standard de réaction à une température différente de 298 K. Le calcul de la
capacité thermique standard à pression constante de réaction donne :
Δ r C
◦
p,m = 2C
◦
p,m (CO (g)) − C
◦
p,m (CO 2 (g)) − C
◦
p,m (C (graphite))
soit numériquement :
Δ r C
◦
p, 298 = 2.29, 1 − 37, 1 − 8, 5 = +12,6 J·K
−1
·mol
−1
.
Pour l’enthalpie standard de réaction à la température T , l’intégration de la loi de
KIRCHHOFF pour l’enthalpie donne :
Δ r H
◦
T − Δ r H
◦
T 0 = Δ r C
◦
p, 298 .(T − T 0 )
soit, à T = 500 K :
Δ r H
◦
500 − Δ r H
◦
298 = 12, 6.(500 − 298) = 2,5 kJ·mol
−1