13.7 Enthalpies de formation – Énergies de liaison
173
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
L’accord n’est pas très bon, mais l’écart est inhérent à la méthode : en utilisant les énergies de
liaison on fait l’hypothèse qu’elles sont invariables et réellement additives dans une molécule,
quelles que soient sa structure et sa complexité. Or ce n’est pas rigoureusement exact ; une
liaison O–H par exemple n’a pas exactement la même énergie dans toutes les molécules qui en
comportent une (eau, alcools, éthers, acides, etc.). La méthode des enthalpies de formation
donne donc en principe des résultats plus exacts.
D’autre part, pour utiliser les énergies de liaison il faut connaître la structure des molécules
concernées ; ainsi, dans l’exemple traité, il faut savoir que le monoxyde de carbone comporte
une double liaison entre C et O, et que le méthanol a pour formule développée H 3 C–O–H.
L’utilisation des enthalpies de formation ne nécessite par contre aucune hypothèse sur la structure des molécules.
Exercice 13.7
Les énergies de liaison ne sont généralement pas mesurables de façon
directe ; on les calcule à partir d’autres résultats pouvant être obtenus expérimentalement :
Ainsi, comment pourrait-on déterminer l’énergie de la liaison N–H, dans
l’ammoniac, à partir des données suivantes :
4 NH 3 ϩ 3 O 2 ϭ 2 N 2 ϩ 6 H 2 O (l)
⌬ r
ϭ – 1 530 kJ.mol –1 (*)
2 H 2 ϩ O 2 ϭ 2 H 2 O (l)
⌬ r
ϭ – 568 kJ.mol –1 (*)
N 2 ϭ 2 N
⌬ r
ϭ ϩ 940 kJ.mol –1
H 2 ϭ 2 H
⌬ r
ϭ ϩ 436 kJ.mol –1
(*) L’indication « mol –1 » spécifie qu’il s’agit de l’enthalpie mise en jeu par l’avancement ϭ 1 mol de la réaction calculée avec les proportions figurant dans l’équation
stœchiométrique.
Solution
L’équation stœchiométrique de la réaction d’oxydation de l’ammoniac peut se retrouver à partir
de la combinaison des équations stœchiométriques relatives à la rupture et à la formation des
différentes liaisons :
On retrouve :
⌬ r
ϭ 12 D (N–H) – 2 D (N N) ϩ 3 ⌬ f
(2 H 2 O, l) – 6 D (H–H)
Toutes les grandeurs sont connues, excepté D (N–H) que nous cherchons :
Soit
D (N–H) ϭ 389 kJ.mol –1 .
(1)
4 NH 3
ϭ
4 (N ϩ 3 H)
12 D (N–H)
(2)
2 (N ϩ N)
ϭ
2 N 2
– 2 D (NϭN)
(3)
6 H 2 ϩ 3 O 2
ϭ
6 H 2 O (l)
ϩ 3 ⌬ f
(2 H 2 O, l)
(4)
6 (H ϩ H)
ϭ
6 H 2
– 6 D (H–H)
4 NH 3 ϩ 3 O 2
ϭ
2 N 2 ϩ 6 H 2 O (l)
⌬ r
H m
o
H m
o
H m
o
H m
o
H m
o
H m
o
H m
o
H m
o
D N H
–
(
)
kJ.mol
–1
----------------------- -
1
12
----- - 1 530 2 940 3 568 6 436
×
+
×
+
×
+
–
[
]
=
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© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
L’accord n’est pas très bon, mais l’écart est inhérent à la méthode : en utilisant les énergies de
liaison on fait l’hypothèse qu’elles sont invariables et réellement additives dans une molécule,
quelles que soient sa structure et sa complexité. Or ce n’est pas rigoureusement exact ; une
liaison O–H par exemple n’a pas exactement la même énergie dans toutes les molécules qui en
comportent une (eau, alcools, éthers, acides, etc.). La méthode des enthalpies de formation
donne donc en principe des résultats plus exacts.
D’autre part, pour utiliser les énergies de liaison il faut connaître la structure des molécules
concernées ; ainsi, dans l’exemple traité, il faut savoir que le monoxyde de carbone comporte
une double liaison entre C et O, et que le méthanol a pour formule développée H 3 C–O–H.
L’utilisation des enthalpies de formation ne nécessite par contre aucune hypothèse sur la structure des molécules.
Exercice 13.7
Les énergies de liaison ne sont généralement pas mesurables de façon
directe ; on les calcule à partir d’autres résultats pouvant être obtenus expérimentalement :
Ainsi, comment pourrait-on déterminer l’énergie de la liaison N–H, dans
l’ammoniac, à partir des données suivantes :
4 NH 3 ϩ 3 O 2 ϭ 2 N 2 ϩ 6 H 2 O (l)
⌬ r
ϭ – 1 530 kJ.mol –1 (*)
2 H 2 ϩ O 2 ϭ 2 H 2 O (l)
⌬ r
ϭ – 568 kJ.mol –1 (*)
N 2 ϭ 2 N
⌬ r
ϭ ϩ 940 kJ.mol –1
H 2 ϭ 2 H
⌬ r
ϭ ϩ 436 kJ.mol –1
(*) L’indication « mol –1 » spécifie qu’il s’agit de l’enthalpie mise en jeu par l’avancement ϭ 1 mol de la réaction calculée avec les proportions figurant dans l’équation
stœchiométrique.
Solution
L’équation stœchiométrique de la réaction d’oxydation de l’ammoniac peut se retrouver à partir
de la combinaison des équations stœchiométriques relatives à la rupture et à la formation des
différentes liaisons :
On retrouve :
⌬ r
ϭ 12 D (N–H) – 2 D (N N) ϩ 3 ⌬ f
(2 H 2 O, l) – 6 D (H–H)
Toutes les grandeurs sont connues, excepté D (N–H) que nous cherchons :
Soit
D (N–H) ϭ 389 kJ.mol –1 .
(1)
4 NH 3
ϭ
4 (N ϩ 3 H)
12 D (N–H)
(2)
2 (N ϩ N)
ϭ
2 N 2
– 2 D (NϭN)
(3)
6 H 2 ϩ 3 O 2
ϭ
6 H 2 O (l)
ϩ 3 ⌬ f
(2 H 2 O, l)
(4)
6 (H ϩ H)
ϭ
6 H 2
– 6 D (H–H)
4 NH 3 ϩ 3 O 2
ϭ
2 N 2 ϩ 6 H 2 O (l)
⌬ r
H m
o
H m
o
H m
o
H m
o
H m
o
H m
o
H m
o
H m
o
D N H
–
(
)
kJ.mol
–1
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