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CORRIGÉS DES EXERCICES ET PROBLÈMES DU CHAPITRE 7
Application numérique : Δ r S ◦
2 = −207 −
4
3
10 000
933
≈ −221 J·K −1 ·mol −1 .
Le coefficient directeur du segment BC est donc égal à 221 J·K −1 ·mol −1 .
4. La réaction (E) s’écrit à 300 K :
2 Al (s) + Cr 2 O 3 (s)
=
2 Cr (s) + Al 2 O 3 (s).
Cette équation-bilan est en fait une combinaison linéaire des équations-bilans :
(1)
4
3
Cr + O 2 (g)
=
2
3
Cr 2 O 3
et :
(2)
4
3
Al + O 2 (g)
=
2
3
Al 2 O 3
sous la forme (E) = 1, 5 [(2) − (1)]. La loi de HESS autorise alors l’écriture de l’enthalpie
standard de la réaction (E) sous la forme :
Δ r G
◦
= 1, 5 [Δ r G
◦
2 − Δ r G
◦
1 ] < 0
compte tenu de la position relative des droites d’ELLINGHAM. Nous sommes dans un cas
particulier pour lequel Δ r G = Δ r G ◦ (car le quotient de réaction ne fait intervenir que des
phases condensées pures d’activité égale à 1). Ainsi, l’enthalpie de réaction reste toujours
négative, pour toute température, occasionnant une réaction de réduction totale, ayant lieu
jusqu’à disparition complète du réactif limitant.
7.4 Métallurgie de l’argent
1. Les enthalpie et entropie standard de réaction sont supposées indépendantes de la température :
Δ r H
◦
≈ Δ r H
◦
(298 K)
et
Δ r S
◦
≈ Δ r S
◦
(298 K).
Le choix consistant à prendre la valeur à 298 K n’est ni un choix théorique, ni un choix
optimal, mais directement lié aux valeurs numériques disponibles.
2. Pour le couple (1) l’équation-bilan de formation de l’oxyde s’écrit :
4 Ag + O 2 (g)
=
2 Ag 2 O
et pour le couple (2), l’équation-bilan de formation de l’oxyde s’écrit :
2 Pb + O 2 (g)
=
2 PbO.
3. Sur un diagramme
T, y = RT ln
p O 2
p ◦
, la zone supérieure à la droite d’ELLINGHAM
d’un couple Ox/Red correspond au domaine de stabilité de la forme oxydée tandis que la zone
inférieure à la droite d’ELLINGHAM correspond au domaine de stabilité de la forme réduite.
La démonstration de ce résultat figure dans le cours. Chaque rupture de pente est associée à
un changement d’état. Il y a augmentation de coefficient directeur lors du changement d’état
de la forme oxydée et diminution lors du changement d’état de la forme réduite.
CORRIGÉS DES EXERCICES ET PROBLÈMES DU CHAPITRE 7
Application numérique : Δ r S ◦
2 = −207 −
4
3
10 000
933
≈ −221 J·K −1 ·mol −1 .
Le coefficient directeur du segment BC est donc égal à 221 J·K −1 ·mol −1 .
4. La réaction (E) s’écrit à 300 K :
2 Al (s) + Cr 2 O 3 (s)
=
2 Cr (s) + Al 2 O 3 (s).
Cette équation-bilan est en fait une combinaison linéaire des équations-bilans :
(1)
4
3
Cr + O 2 (g)
=
2
3
Cr 2 O 3
et :
(2)
4
3
Al + O 2 (g)
=
2
3
Al 2 O 3
sous la forme (E) = 1, 5 [(2) − (1)]. La loi de HESS autorise alors l’écriture de l’enthalpie
standard de la réaction (E) sous la forme :
Δ r G
◦
= 1, 5 [Δ r G
◦
2 − Δ r G
◦
1 ] < 0
compte tenu de la position relative des droites d’ELLINGHAM. Nous sommes dans un cas
particulier pour lequel Δ r G = Δ r G ◦ (car le quotient de réaction ne fait intervenir que des
phases condensées pures d’activité égale à 1). Ainsi, l’enthalpie de réaction reste toujours
négative, pour toute température, occasionnant une réaction de réduction totale, ayant lieu
jusqu’à disparition complète du réactif limitant.
7.4 Métallurgie de l’argent
1. Les enthalpie et entropie standard de réaction sont supposées indépendantes de la température :
Δ r H
◦
≈ Δ r H
◦
(298 K)
et
Δ r S
◦
≈ Δ r S
◦
(298 K).
Le choix consistant à prendre la valeur à 298 K n’est ni un choix théorique, ni un choix
optimal, mais directement lié aux valeurs numériques disponibles.
2. Pour le couple (1) l’équation-bilan de formation de l’oxyde s’écrit :
4 Ag + O 2 (g)
=
2 Ag 2 O
et pour le couple (2), l’équation-bilan de formation de l’oxyde s’écrit :
2 Pb + O 2 (g)
=
2 PbO.
3. Sur un diagramme
T, y = RT ln
p O 2
p ◦
, la zone supérieure à la droite d’ELLINGHAM
d’un couple Ox/Red correspond au domaine de stabilité de la forme oxydée tandis que la zone
inférieure à la droite d’ELLINGHAM correspond au domaine de stabilité de la forme réduite.
La démonstration de ce résultat figure dans le cours. Chaque rupture de pente est associée à
un changement d’état. Il y a augmentation de coefficient directeur lors du changement d’état
de la forme oxydée et diminution lors du changement d’état de la forme réduite.