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CHAP. 7 – DIAGRAMMES D’ELLINGHAM
2 Fe 3 O 4 + 2 CO (g)
=
6 FeO + 2 CO 2 (g)
(réaction (b))
1
2
Fe 3 O 4 + 2 CO (g)
=
3
2
Fe + 2 CO 2 (g)
(réaction (c))
6 Fe 2 O 3 + 2 CO (g)
=
4 Fe 3 O 4 + 2 CO 2 (g)
(réaction (d))
c) Expressions des enthalpies libres standard de réaction
Les grandeurs sont calculées pour des températures inférieures à la température de
fusion du fer (et donc des autres solides). À l’exception du dioxygène qui est gazeux,
les autres participants sont solides.
En utilisant les données numériques indiquées au 1.2. et au 2.3.b)., nous avons :
Δ r G
◦
T (a) = Δ r G
◦
T (2) − Δ r G
◦
T (1
) = − 33, 2 + 0, 0282.T / kJ·mol
−1
Δ r G
◦
T (b) = Δ r G
◦
T (2) − Δ r G
◦
T (2
) = 73, 6 − 0, 0842.T / kJ·mol
−1
Δ r G
◦
T (c) = Δ r G
◦
T (2) − Δ r G
◦
T (3
) = − 6, 5 + 10
−4
.T / kJ·mol
−1
Δ r G
◦
T (d) = Δ r G
◦
T (2) − Δ r G
◦
T (4
) = − 94, 4 − 0, 0938.T / kJ·mol
−1
d) Tracé du diagramme ln
p CO 2
p CO
= f
1
T
Pour chaque réaction, la constante d’équilibre standard s’exprime en fonction des
pressions partielles d’équilibre :
K
◦
T =
p
éq
CO 2
p
éq
CO
2
et donc, en utilisant la relation entre constante d’équilibre standard et enthalpie libre
standard de réaction :
ln
p
éq
CO 2
p
éq
CO
=
− Δ r G ◦
T
2RT
.
Nous obtenons donc l’équation de quatre droites :
ln
p
éq
CO 2
p
éq
CO
a
=
1996
T
− 1, 696
ln
p
éq
CO 2
p
éq
CO
b
= −
4426
T
+ 5, 064
ln
p
éq
CO 2
p
éq
CO
c
=
390, 9
T
− 0, 006