462
CORRIGÉS DES EXERCICES ET PROBLÈMES DU CHAPITRE 7
4. L’objectif de cette question est de savoir si la faible dissociation du chlorure d’hydrogène
est suffisante pour produire la pression partielle de dichlore nécessaire à l’oxydation du cuivre
en chlorure de cuivre(I). La dissociation du chlorure d’hydrogène peut s’écrire :
2 HCl (g)
=
H 2 (g) + Cl 2 (g)
avec :
Δ r H
◦
= −2Δ f H
◦
(HCl(g)) = 184,6 kJ·mol
−1
Δ r S
◦
= S
◦
m (H 2 (g)) + S
◦
m (Cl 2 (g)) − 2S
◦
m (HCl(g)) = −20,0 J·K
−1
·mol
−1
.
À T = 1000 K, la constante d’équilibre vaut :
K
◦
1000 = exp
−184, 6.10 3 + 20.10 3
8.314.10 3
= 2, 5.10
−9
.
La faible valeur de la constante rend probable une faible dissociation du chlorure d’hydrogène : la pression de celui-ci reste proche de 1 bar. La stœchiométrie de la réaction impose :
p H 2 = p Cl 2 .
L’écriture de la constante standard d’équilibre conduit à :
K
◦
1000 =
p H 2 p Cl 2
p 2
HCl
soit :
p Cl 2 =
K ◦
1000 p
◦
= 5.10
−5 bar > p
eq
Cl 2
.
Il y a donc corrosion du cuivre par le courant de chlorure d’hydrogène gazeux.
7.3 Aluminothermie
1. En utilisant la convention fixant le coefficient stœchiométrique ν O 2 = −1 nous écrivons :
4
3
Cr + O 2 (g)
=
2
3
Cr 2 O 3
et :
4
3
Al + O 2 (g)
=
2
3
Al 2 O 3
2. Au point A survient la fusion du chrome, au point B la fusion de l’aluminium et au point
C la fusion de Al 2 O 3 . Ces phénomènes se traduisent par de légères évolutions du coefficient
directeur. Attention, dans cette question les données sont fournies en °C tandis que le diagramme est gradué en K. Avant le point B, l’équation-bilan de formation de l’oxyde s’écrit :
4
3
Al (s) + O 2 (g)
=
2
3
Al 2 O 3 (s)
CORRIGÉS DES EXERCICES ET PROBLÈMES DU CHAPITRE 7
4. L’objectif de cette question est de savoir si la faible dissociation du chlorure d’hydrogène
est suffisante pour produire la pression partielle de dichlore nécessaire à l’oxydation du cuivre
en chlorure de cuivre(I). La dissociation du chlorure d’hydrogène peut s’écrire :
2 HCl (g)
=
H 2 (g) + Cl 2 (g)
avec :
Δ r H
◦
= −2Δ f H
◦
(HCl(g)) = 184,6 kJ·mol
−1
Δ r S
◦
= S
◦
m (H 2 (g)) + S
◦
m (Cl 2 (g)) − 2S
◦
m (HCl(g)) = −20,0 J·K
−1
·mol
−1
.
À T = 1000 K, la constante d’équilibre vaut :
K
◦
1000 = exp
−184, 6.10 3 + 20.10 3
8.314.10 3
= 2, 5.10
−9
.
La faible valeur de la constante rend probable une faible dissociation du chlorure d’hydrogène : la pression de celui-ci reste proche de 1 bar. La stœchiométrie de la réaction impose :
p H 2 = p Cl 2 .
L’écriture de la constante standard d’équilibre conduit à :
K
◦
1000 =
p H 2 p Cl 2
p 2
HCl
soit :
p Cl 2 =
K ◦
1000 p
◦
= 5.10
−5 bar > p
eq
Cl 2
.
Il y a donc corrosion du cuivre par le courant de chlorure d’hydrogène gazeux.
7.3 Aluminothermie
1. En utilisant la convention fixant le coefficient stœchiométrique ν O 2 = −1 nous écrivons :
4
3
Cr + O 2 (g)
=
2
3
Cr 2 O 3
et :
4
3
Al + O 2 (g)
=
2
3
Al 2 O 3
2. Au point A survient la fusion du chrome, au point B la fusion de l’aluminium et au point
C la fusion de Al 2 O 3 . Ces phénomènes se traduisent par de légères évolutions du coefficient
directeur. Attention, dans cette question les données sont fournies en °C tandis que le diagramme est gradué en K. Avant le point B, l’équation-bilan de formation de l’oxyde s’écrit :
4
3
Al (s) + O 2 (g)
=
2
3
Al 2 O 3 (s)