Chapitre I : Généralités
10
V.6 Etude thermodynamique
De façon générale, une variation ou transformation d’un système s’accompagne d’une variation
de l’énergie libre de Gibbs (ΔG). Cette variation dépend de l’état initial et de l’état final : ΔG
(enthalpie libre de l’état final - enthalpie libre de l’état initial).
Dans le cas d’une réaction de molécules sur une surface, l’énergie de Gibbs est composée de
deux termes, un terme enthalpie (ΔH) qui exprime les énergies d’interaction entre les molécules
et la surface adsorbant, Un terme entropique (ΔS) qui exprime la modification et l’arrangement
des molécules dans la phase liquide et sur la surface. L’importance relative des deux termes
dépend du système adsorbat-adsorbant envisagé.
La faisabilité d’une réaction est définie par ΔG (KJ/mol), qui correspond à la variation
d’enthalpie et autrement dit, la variation d’énergie à pression constante. Un système
thermodynamique évolue toujours spontanément vers un niveau énergétique plus bas. Pour
qu’une réaction soit réalisable isolément, la condition est donc que ΔG soit négatif. La chaleur
d’adsorption est donnée par la relation de Gibbs-Helmholtz :
ΔG = ΔH – T ΔS
eq (2)
Avec : ΔG : variation d’enthalpie libre (KJ/mol),
ΔH : variation d’enthalpie (KJ/mol) ; ΔS : variation d’entropie (J / (mol. K)).
D’une façon générale, le phénomène d’adsorption est toujours accompagné d’un processus
thermique qui peut être soit exothermique (ΔH < 0) ou endothermique (ΔH > 0)
La mesure de la chaleur d’adsorption (ΔH) est le principal critère qui permet de différencier la
Chimisorption de la physisorption.
En règle générale, la variation d’énergie libre (ΔH) pour la physisorption est comprise entre 0
et 40 (KJ/mol), cependant, la Chimisorption est comprise entre une gamme de 40 à 200
(KJ/mol). Les paramètres thermodynamiques mettant en évidence l’influence de la température
sont déterminés à partir de la relation associée à la équation (3) de Vant’Hoff, suivant ces
équations [27]
ΔG = ΔH – TΔS eq (3)
í µí±² í µí² =
í µí² í µí²
í µí±ª í µí²
eq (4)
10
V.6 Etude thermodynamique
De façon générale, une variation ou transformation d’un système s’accompagne d’une variation
de l’énergie libre de Gibbs (ΔG). Cette variation dépend de l’état initial et de l’état final : ΔG
(enthalpie libre de l’état final - enthalpie libre de l’état initial).
Dans le cas d’une réaction de molécules sur une surface, l’énergie de Gibbs est composée de
deux termes, un terme enthalpie (ΔH) qui exprime les énergies d’interaction entre les molécules
et la surface adsorbant, Un terme entropique (ΔS) qui exprime la modification et l’arrangement
des molécules dans la phase liquide et sur la surface. L’importance relative des deux termes
dépend du système adsorbat-adsorbant envisagé.
La faisabilité d’une réaction est définie par ΔG (KJ/mol), qui correspond à la variation
d’enthalpie et autrement dit, la variation d’énergie à pression constante. Un système
thermodynamique évolue toujours spontanément vers un niveau énergétique plus bas. Pour
qu’une réaction soit réalisable isolément, la condition est donc que ΔG soit négatif. La chaleur
d’adsorption est donnée par la relation de Gibbs-Helmholtz :
ΔG = ΔH – T ΔS
eq (2)
Avec : ΔG : variation d’enthalpie libre (KJ/mol),
ΔH : variation d’enthalpie (KJ/mol) ; ΔS : variation d’entropie (J / (mol. K)).
D’une façon générale, le phénomène d’adsorption est toujours accompagné d’un processus
thermique qui peut être soit exothermique (ΔH < 0) ou endothermique (ΔH > 0)
La mesure de la chaleur d’adsorption (ΔH) est le principal critère qui permet de différencier la
Chimisorption de la physisorption.
En règle générale, la variation d’énergie libre (ΔH) pour la physisorption est comprise entre 0
et 40 (KJ/mol), cependant, la Chimisorption est comprise entre une gamme de 40 à 200
(KJ/mol). Les paramètres thermodynamiques mettant en évidence l’influence de la température
sont déterminés à partir de la relation associée à la équation (3) de Vant’Hoff, suivant ces
équations [27]
ΔG = ΔH – TΔS eq (3)
í µí±² í µí² =
í µí² í µí²
í µí±ª í µí²
eq (4)