• de savoir si la réaction étudiée conduit à un état d’équilibre du système chimique
ou bien à une réaction quasi-totale dans le sens direct ( r G
0
0) ou quasi-inexistante dans le sens direct ( r G
0
0), et ce d’un point de vue thermodynamique
(l’aspect cinétique n’est pas pris en compte).
• de calculer la constante d’équilibre K
0 d’un système chimique par la relation :
r G
0
+ RT ln K
0
= 0
L’expression de la constante d’équilibre est : K
0
= e
− r G
0
RT
Cet aspect sera développé plus particulièrement dans la fiche « équilibres chimiques ».
• Température d’inversion
C’est la température, notée T i pour laquelle r G
0
= 0, donc :
T i =
r H
0
r S 0 et K
0
= 1
S y n t h è s e d u m é t h a n o l
On considère l’équilibre chimique d’équation-bilan :
CO (g) + 2 H 2 (g) = CH 3 OH (g)
L’enthalpie standard de la réaction à 298 K vaut – 90,4 kJ·mol
−1 .
1. Calculez l’entropie standard r S
0 de la réaction à 298 K. Son signe était-il prévisible ?
2. Calculez l’enthalpie libre standard r G
0 de la réaction à 298 K.
3. Calculez la constante d’équilibre K 0 à 298 K.
Données thermodynamiques à 298 K sous p
0
= 1 bar :
Constante des gaz parfaits :
R = 8,31 J·K
−1
· mol
−1 .
S o l u t i o n
1. On calcule l’entropie standard de réaction, à 298 K par :
r S
0
= [S
0
(CH 3 OH (g) )] − [S
0
(CO (g) ) + 2 × S
0
(H 2(g) )]
Le calcul donne : ∆ r S
0
= 240 − (198 + (2 × 131)) = −220 J·K
−1
·mol
−1
< 0 .
Le signe négatif était effectivement prévisible puisque la réaction directe (synthèse du
méthanol) produit 1 mole de CH 3 OH gazeux à partir de 3 moles de gaz. Cette dimi36
C h i m i e g é n é r a l e e n 3 0 f i c h e s
CO (g)
H 2(g)
CH 3 OH (g)
S 0 (J · K –1 · mol –1 )
198
131
240