Fiche 71 • Les lois de Hess
175
Il existe aussi une loi de Hess pour les entropies standard de formation :
3. EN PRATIQUE…
On se propose de calculer les enthalpie et entropie standard de la réaction (1) à 25°C à partir
des données exposées ci-dessous.
CH 4 (s) + 2O 2 (g) = CO 2 (g) + 2H 2 O(l)
(1)
S°(CH 4 , s, 298) = 186,2 J.K –1 .mol –1
S°(O 2 , g, 298) = 205 J.K –1 .mol –1
S°(H 2 O, l, 298) = 69,9 J.K –1 .mol –1
S°(CO 2 , g, 298) = 213,6 J.K –1 .mol –1
∆ f H°(H 2 O, l, 298) = – 285,8 kJ.mol –1
∆ f H°(CH 4 , s, 298) = – 74,8 kJ.mol –1
∆ f H°(CO 2 , g, 298) = – 393,5 kJ.mol –1
On applique alors les lois de Hess :
La réaction est exothermique (D r H° < 0)
L’entropie diminue. Le système se structure quand on passe des réactifs aux produits. Ceci est
en accord avec la diminution du nombre de moles de gaz (état le plus désorganisé qui soit).
« ν i » est le coefficient stœchiométrique algébrique du constituant « i » dans la réaction
(ν i > 0 si « i » est un produit ; ν i < 0 si « i » est un réactif).
« ∆ f Z i ° » est la grandeur standard de formation (Z = U, H, F, G) du constituant « i ».).
Exceptionnellement, cette loi n’utilise pas d’entropie de formation mais directement
l’entropie absolue d’une molécule S i °. Contrairement aux autres énergies, l’entropie
d’une molécule est accessible car on dispose pour cette grandeur d’une référence
(théorème de Nernst : l’entropie d’un cristal est nul au zéro absolu).
r
if i
r
if
i
i
r
ifi
r
if
i
i
H (T)
H (T)
U (T)
U (T)
F (T)
F (T)
G (T)
G (T)
∆ °
= ν ∆ °
∆ °
= ν ∆
°
∆ °
= ν ∆ °
∆ °
= ν ∆
°
∑
∑
∑
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i
i
i
r
i
i
S (T)
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∆ °
= ν °
∑
r 1
f
2
f
2
f
2
f
4
393,5
285,8
0
74,8
H (298)
H (CO ,g, 298) 2 H (H O,l, 298) 2 H (O ,g, 298)
H (CH ,g, 298)
−
−
−
∆ °
=∆ °
+ ∆ °
− ∆ °
−∆ °
–1
r 1
D H °(298) = – 890, 3 kJ.mol
r 1
2
2
2
4
213,6
69,9
205
186,2
S (298) S (CO ,g, 298) 2.S (H O, l, 298) 2.S (O , g, 298) S (CH ,g, 298)
∆ °
= °
+ °
− °
− °
–1
–1
r 1
D S °(298) = – 242, 8 J.K .mol
9782100562862-Verchier.fm Page 175 Jeudi, 17. mars 2011 12:11 12
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Il existe aussi une loi de Hess pour les entropies standard de formation :
3. EN PRATIQUE…
On se propose de calculer les enthalpie et entropie standard de la réaction (1) à 25°C à partir
des données exposées ci-dessous.
CH 4 (s) + 2O 2 (g) = CO 2 (g) + 2H 2 O(l)
(1)
S°(CH 4 , s, 298) = 186,2 J.K –1 .mol –1
S°(O 2 , g, 298) = 205 J.K –1 .mol –1
S°(H 2 O, l, 298) = 69,9 J.K –1 .mol –1
S°(CO 2 , g, 298) = 213,6 J.K –1 .mol –1
∆ f H°(H 2 O, l, 298) = – 285,8 kJ.mol –1
∆ f H°(CH 4 , s, 298) = – 74,8 kJ.mol –1
∆ f H°(CO 2 , g, 298) = – 393,5 kJ.mol –1
On applique alors les lois de Hess :
La réaction est exothermique (D r H° < 0)
L’entropie diminue. Le système se structure quand on passe des réactifs aux produits. Ceci est
en accord avec la diminution du nombre de moles de gaz (état le plus désorganisé qui soit).
« ν i » est le coefficient stœchiométrique algébrique du constituant « i » dans la réaction
(ν i > 0 si « i » est un produit ; ν i < 0 si « i » est un réactif).
« ∆ f Z i ° » est la grandeur standard de formation (Z = U, H, F, G) du constituant « i ».).
Exceptionnellement, cette loi n’utilise pas d’entropie de formation mais directement
l’entropie absolue d’une molécule S i °. Contrairement aux autres énergies, l’entropie
d’une molécule est accessible car on dispose pour cette grandeur d’une référence
(théorème de Nernst : l’entropie d’un cristal est nul au zéro absolu).
r
if i
r
if
i
i
r
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i
i
H (T)
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U (T)
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F (T)
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G (T)
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∆ °
= ν ∆ °
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= ν ∆
°
∆ °
= ν ∆ °
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°
∑
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i
i
i
r
i
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S (T)
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∆ °
= ν °
∑
r 1
f
2
f
2
f
2
f
4
393,5
285,8
0
74,8
H (298)
H (CO ,g, 298) 2 H (H O,l, 298) 2 H (O ,g, 298)
H (CH ,g, 298)
−
−
−
∆ °
=∆ °
+ ∆ °
− ∆ °
−∆ °
–1
r 1
D H °(298) = – 890, 3 kJ.mol
r 1
2
2
2
4
213,6
69,9
205
186,2
S (298) S (CO ,g, 298) 2.S (H O, l, 298) 2.S (O , g, 298) S (CH ,g, 298)
∆ °
= °
+ °
− °
− °
–1
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r 1
D S °(298) = – 242, 8 J.K .mol
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