ÉCRITURE DES RÉACTIONS D’OXYDATION
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Réponse :
Nous étudierons les trois réactions suivantes :
C (graphite) + O 2 (g)
=
2 CO (g)
réaction (1)
2 CO (g) + O 2 (g)
=
2 CO 2 (g)
réaction (2)
C (graphite) + O 2 (g)
=
CO 2 (g)
réaction (3)
Les données ne permettent pas de faire mieux que de proposer une expression linéarisée à partir des données à 298 K. Nous proposons donc, pour la réaction (1) :
Δ r H
◦
298 (1) = 2Δ f H
◦
298 (CO (g)) = −221 kJ·mol
−1
Δ r S
◦
298 (1) = 2S
◦
m, 298 (CO (g)) − 2S
◦
m, 298 (C (graphite)) − S
◦
m, 298 (O 2 (g))
Δ r S
◦
298 (1) = 2(197, 7 − 5, 7) − 205, 2 = 178,8 J·K
−1
·mol
−1
ce qui donne, pour l’expression linéarisée de l’enthalpie libre standard de la réaction
(1) :
Δ r G
◦
T (1) = − 221 − 0, 1788.T / kJ·mol
−1
.
Remarquons que l’entropie standard de réaction notablement positive est due à l’augmentation du désordre (augmentation de la quantité de matière gazeuse) au cours de
la réaction.
Pour la réaction (2) :
Δ r H
◦
298 (2) = 2Δ f H
◦
298 (CO 2 (g)) − 2Δ f H
◦
298 (CO (g)) = −566 kJ·mol
−1
Δ r S
◦
298 (2) = 2 S
◦
m,298 (CO 2 (g)) − 2 S
◦
m,298 (CO (g)) − S
◦
m,298 (O 2 (g))
= −173 J·K
−1
·mol
−1
ce qui donne, pour l’expression linéarisée de l’enthalpie libre standard de la réaction
(2) :
Δ r G
◦
T (2) = − 566 + 0, 173.T / kJ·mol
−1
.
Ici, l’entropie standard de réaction notablement négative traduit l’augmentation de
l’ordre due à la disparition d’une unité de quantité de matière gazeuse au cours de la
réaction chimique.
Pour la réaction (3) :
Δ r H
◦
298 (3) = Δ f H
◦
298 (CO 2 (g)) = −393,5 kJ·mol
−1
Δ r S
◦
298 (3) = S
◦
m,298 (CO 2 (g)) − S
◦
m,298 (C (graphite)) − S
◦
m,298 (O 2 (g))
= 2,9 J·K
−1
·mol
−1
ce qui donne, pour l’expression linéarisée de l’enthalpie libre standard de la réaction
(3) :
Δ r G
◦
T (3) = − 393, 5 − 2, 9.10
−3
.T / kJ·mol
−1
.