L'enthalpie de formation, 11Hr, d'une substance est la variation d'enthalpie correspondant à la formation d'une mole de ladite substance à
partir de ses éléments, étant entendu que cette substance, ainsi que tous
les éléments à pourvoir se trouvent dans leur état standard dans les
conditions de température et de pression choisies. Il résulte de cette
définition que l'enthalpie de formation de n'importe quel élément dans
son état standard vaut zéro.
L'état standard d'une substance correspond à la forme la plus stable
de celle-ci dans les conditions ambiantes. Ainsi, l'état standard de l'oxygène sous la pression atmosphérique et à 298 K est l'état gazeux. Dans
les mêmes conditions, l'état standard de l'eau est l'état liquide, tandis
que celui du carbone est l'état solide, en l'occurrence du graphite.
En se basant sur les enthalpies de formation, toute réaction chimique peut être considérée comme se déroulant en deux étapes successives :
1. Les réactifs sont décomposés en leurs éléments constitutifs
apparaissant dans leur état standard. Il s'agit ici du processus
inverse de celui qui a servi à déterminer les enthalpies de formation, de sorte que l'enthalpie impliquée dans cette décomposition doit être la même en valeur absolue que l'enthalpie de
formation, mais avec un signe contraire. Bref, si on symbolise
l'enthalpie associée à cette première étape par l1H1, on aura :
l1H 1 = -L: 11Hr (réactifs)
Dans cette équation, le symbole L: signifie «la somme des », ce
qui veut dire qu'on additionne les enthalpies de formation de
chacun des réactifs.
2. Les éléments dans leur état standard sont ensuite réassemblés
pour fournir les produits voulus. L'enthalpie associée à cette
deuxième étape, /1H2, correspond à l'enthalpie de formation de
chacun des produits.
l1H2 = L: 11Hr (produits)
L'enthalpie globale de la réaction considérée doit être égale à la
somme des enthalpies des deux étapes :
11Hréaction = -L: 11Hr (réactifs) + L: 11Hr (produits)
= L: 11Hr (produits) -L: 11Hr (réactifs)
Exemple raisonné 15.4
(15.1)
L'uréase est une enzyme qui catalyse l'hydrolyse de l'urée, CO(NH2h.
en dioxyde de carbone et en ammoniac :
CO(NH2h + H 2 0 - C0 2 + 2 NH 3
Urée + Eau - Dioxyde de carbone + Ammoniac
Calculer l'enthalpie de cette réaction, sachant que les enthalpies de
formation de l'urée, de l'eau, du dioxyde de carbone et de l'ammoniac
valent, respectivement, -333,5, -285,8, -393,5 et -46,l kJ mol- 1 •
Énergie 247
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partir de ses éléments, étant entendu que cette substance, ainsi que tous
les éléments à pourvoir se trouvent dans leur état standard dans les
conditions de température et de pression choisies. Il résulte de cette
définition que l'enthalpie de formation de n'importe quel élément dans
son état standard vaut zéro.
L'état standard d'une substance correspond à la forme la plus stable
de celle-ci dans les conditions ambiantes. Ainsi, l'état standard de l'oxygène sous la pression atmosphérique et à 298 K est l'état gazeux. Dans
les mêmes conditions, l'état standard de l'eau est l'état liquide, tandis
que celui du carbone est l'état solide, en l'occurrence du graphite.
En se basant sur les enthalpies de formation, toute réaction chimique peut être considérée comme se déroulant en deux étapes successives :
1. Les réactifs sont décomposés en leurs éléments constitutifs
apparaissant dans leur état standard. Il s'agit ici du processus
inverse de celui qui a servi à déterminer les enthalpies de formation, de sorte que l'enthalpie impliquée dans cette décomposition doit être la même en valeur absolue que l'enthalpie de
formation, mais avec un signe contraire. Bref, si on symbolise
l'enthalpie associée à cette première étape par l1H1, on aura :
l1H 1 = -L: 11Hr (réactifs)
Dans cette équation, le symbole L: signifie «la somme des », ce
qui veut dire qu'on additionne les enthalpies de formation de
chacun des réactifs.
2. Les éléments dans leur état standard sont ensuite réassemblés
pour fournir les produits voulus. L'enthalpie associée à cette
deuxième étape, /1H2, correspond à l'enthalpie de formation de
chacun des produits.
l1H2 = L: 11Hr (produits)
L'enthalpie globale de la réaction considérée doit être égale à la
somme des enthalpies des deux étapes :
11Hréaction = -L: 11Hr (réactifs) + L: 11Hr (produits)
= L: 11Hr (produits) -L: 11Hr (réactifs)
Exemple raisonné 15.4
(15.1)
L'uréase est une enzyme qui catalyse l'hydrolyse de l'urée, CO(NH2h.
en dioxyde de carbone et en ammoniac :
CO(NH2h + H 2 0 - C0 2 + 2 NH 3
Urée + Eau - Dioxyde de carbone + Ammoniac
Calculer l'enthalpie de cette réaction, sachant que les enthalpies de
formation de l'urée, de l'eau, du dioxyde de carbone et de l'ammoniac
valent, respectivement, -333,5, -285,8, -393,5 et -46,l kJ mol- 1 •
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